用煤炭固体废物烧制微晶玻璃的研究进展VIP免费

用煤炭固体废物烧制微晶玻璃的研究进展韩恒梅1，2周旭东1杜卫新21.河南科技大学（河南洛阳471003）2.平顶山工业职业技术学院（河南平顶山467001）摘要：本文主要介绍了微晶玻璃的国内外研究概况，分析了煤炭固体废物的成分特征，综述了CaO-Al2O3-SiO2系统烧结法微晶玻璃的制备方法。关键词：微晶玻璃烧结法制备方法结晶OnBurningGlass-ceramicsbyUsingCoalSolidTrashHANHeng-mei1.2ZHOUXu-dong1DUWei-xin21.HenanUniversityofScienceandTechnology（LuoYang，Henan）2.PingdingshanIndustrialCollegeofTechnology（HenanPingdingshan467001）Abstract:theessaymainlyintroducesthebriefresearchaccountofglass-ceramicsinChinaandabroadandthepresentsitution，itanalysesthecompositionfeatureofcoalsolidtrash，itsummarizeshowtomakeglass-ceramicsfromCao-Al2O3-SiO2bysysternaticburningandknitting.Keywords：glass-ceramicsthemethodofburningandknittingpreparationcrystal0前言微晶玻璃又称玻璃陶瓷或结晶化玻璃，是由基础玻璃经控制晶化行为而制得的微晶体和玻璃相均匀分布的材料。早在十八世纪，法国化学家鲁米汝尔就提出了用玻璃制备多晶材料的设想后，国内外许多学者先后利用矿石﹑工业尾矿﹑冶金矿渣﹑等作为主要生产原料，采用熔融法﹑烧结法﹑强韧化技术等方法生产出Li20-A1203-Si02系统微晶玻璃、CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃、复杂结构及多相微晶玻璃等。迄今，微晶玻璃作为结构材料﹑光学材料﹑电学材料﹑建筑材料等广泛应用于国防尖端技术﹑工业﹑建筑及生活的各个领域。[1]大量研究表明：粉煤灰和煤矸石的主要化学成分是SiO2﹑Al2O3﹑FeO和Fe2O3，其次还包括CaO﹑MgO﹑Na2O﹑K2O等，这些成分对玻璃的形成都是必要的。可见用粉煤灰和煤矸石烧制微晶玻璃是有理论依据的[2]。1微晶玻璃研究概况1.1国外微晶玻璃的研究概况[3][4][5]近几年，微晶玻璃材料在组成﹑核化﹑晶化工艺与应用等方面都取得了很大的进展。美国侧重于微晶玻璃显微结构的耐久性，正探索微晶玻璃显微结构对其物化性能的影响。德国对于微晶玻璃的高性能研究方面有一定的深度，尤其在纤维增强微晶玻璃方面处于领先，正在探索配比和组成的调整及生产微晶玻璃构件。英国改进现有技术，正在开发材料物性及设计基础，验证在工程领域上的应用结果。法国成功用玄武岩制取微晶玻璃，并在工业应用上初露锋芒，目前为改进韧性需要而致力于复合材料的开发。日本在均质材料中制造高熔点的微晶玻璃用于特殊领域，前苏联用矿渣制备了微晶玻璃。1.2国内工业废渣微晶玻璃研究概况肖汉宁和程金树等分别以高炉矿渣和钢渣为原料制备了以ß－硅灰石为主晶相的钢渣微晶玻璃，前者矿渣和钢渣的用量达到55－60％，后者制备的微晶玻璃色泽美观，花纹清晰[6]。Cr2O3是微晶玻璃的良好晶核剂，李有光等正是利用铬渣在高温还原气氛中可以将Cr6＋全部转变为Cr2O3，以此作为微晶玻璃的成核中心，制得了可用作装饰材料的黑色微晶玻璃，使可溶性Cr6＋的含量达到0.22mg/kg,远低于5mg/kg的国家排放标准,铬渣及其它废渣的总利用率也达到50％。王长文等根据磷渣中CaO含量高达50％的特点，设计基础玻璃的配方中CaO高达38％，并发现对该配方以Cr2O3作为晶核剂的晶化效果最好，但Cr2O3的含量必须大于3％。对灰渣微晶玻璃的研究主要集中在粉煤灰和火山灰上。王立久等以40－60％粉煤灰为原料研制出了主晶相为硅灰石的低价位高档微晶玻璃装饰板材。2煤炭固体废物的成分特征2.1粉煤灰2.1.1粉煤灰的化学成分粉煤灰主要来源于煤中或煤矸石中的无机组分，而煤中或煤矸石中的无机组分以粘土矿物为主，另外有少量的黄铁矿﹑菱铁矿﹑方解石﹑石英和长石等矿物。因此粉煤灰的化学成分以SiO2和Al2O3为主，其它成分为Fe2O3﹑CaO﹑MgO﹑K2O﹑Na2O﹑SO3及为未燃尽有机质。从化学成分看，粉煤灰属于CaO-Al2O3-SiO2系统。由于燃料中的矿物组成不同，所以粉煤灰的化学成分的变化范围很大。煤矸石或煤中主要矿物的含量与粉煤灰的化学成分及矿物成分有一定的对应关系。具体地说，与粉煤灰中的石英-SiO2（石英及玻璃体）﹑粘土矿物-Al2O3（莫来石及富铝玻璃体）...