低硅鐵尾礦微晶玻璃的研制.pdf

1、尾礦是固體廢物的一種,但由于尾礦具有數(shù)量大、類型多、性質(zhì)復(fù)雜的特點(diǎn),在我國其利用率非常之低,僅達(dá)7﹪.尾礦的廢棄對環(huán)境造成較大的污染并帶來一系列的社會問題.鐵尾礦是尾礦中的一種類型,目前的利用水平較低,且多用于技術(shù)含量不高,附加值較低的領(lǐng)域.而其中低硅鐵尾礦因其無主要可利用的元素和礦物,基本上處于未利用的狀況.微晶玻璃又稱玻璃陶瓷或結(jié)晶化玻璃,是一種新型無機(jī)非金屬材料,是21世紀(jì)的環(huán)境協(xié)調(diào)材料,具有許多優(yōu)異性能.用鐵尾礦成功制備的微晶玻

2、璃,目前基本上停留在高硅區(qū)(SiO<,2>>70﹪),對于低硅區(qū)的鐵尾礦制備微晶玻璃基本上仍屬空白.利用低硅鐵尾礦制備微晶玻璃,既使廢棄資源獲得再生,又提高了材料的技術(shù)含量和附加值,同時(shí)使鐵尾礦的利用提高到一個(gè)更高的層次,為低硅鐵尾礦的綜合利用開辟了一個(gè)新的途徑,具有明顯的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益.本課題以武鋼程潮鐵礦的低硅鐵尾礦為主要原料,采用燒結(jié)法成功研制出低硅鐵尾礦利用率為60﹪的微晶玻璃.在分析低硅鐵尾礦成分的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了

3、基礎(chǔ)玻璃的基本組成,選擇了合適的晶核劑,確定了低硅鐵尾礦微晶玻璃的工藝制度,同時(shí)在試驗(yàn)過程中采用先進(jìn)的檢測手段,對試樣的微晶結(jié)構(gòu)和理化性能進(jìn)行分析研究,以獲取制備工藝的先進(jìn)性和合理性,為低硅鐵尾礦的更有效利用提供技術(shù)支持和理論依據(jù).經(jīng)過廣泛探索和大量的試驗(yàn),確定了低硅鐵尾礦制備微晶玻璃的最佳晶核劑和工藝參數(shù).實(shí)驗(yàn)表明,以低硅鐵尾礦中的Fe<,2>O<,3>作為晶核劑不能有效使玻璃整體晶化.TiO<,2>和Cr<,2>O<,3>是該低硅鐵

4、尾礦的有效晶核劑,但用量偏大:當(dāng)采用TiO<,2>+Cr<,2>O<,3>復(fù)合晶核劑時(shí)效果較為顯著,且TiO<,2>與Cr<,2>O<,3>的添加量分別為2﹪和1﹪.基礎(chǔ)玻璃熔制工藝最佳參數(shù)為:1100℃溫度下一次加料,1450℃下熔制2小時(shí).利用正交試驗(yàn)方法確定了低硅鐵尾礦微晶玻璃最佳的工藝參數(shù)為:核化溫度800℃、核化時(shí)間2h、晶化溫度1140℃、晶化時(shí)間3h.另外,本文還探討和分析了影響低硅鐵尾礦微晶玻璃顏色的因素和氣泡產(chǎn)生的原因