铁氧化物对尾矿微晶玻璃析晶行为的影响

发布时间：2020-06-04 11:27

【摘要】：目前,我国的尾矿难以得到综合利用,利用率仅有7%,其中的大量有用元素被浪费,难以得到有效循环使用。由于鞍山地区的尾矿中硅含量和铁含量比较高,利用铁尾矿制备尾矿微晶玻璃,不仅解决了尾矿堆积带来的问题,还充分的利用了尾矿中的铁氧化物,创造了经济价值。利用铁尾矿制备微晶玻璃,必须考虑Fe O和Fe2O3的存在,因为Fe~(2+)和Fe~(3+)单独或者共存时在玻璃结构网络中的作用是完全不同的。所以本课题采用化学纯试剂模拟鞍山地区铁尾矿物相成分,设置不同Fe O和Fe2O3含量的微晶玻璃制备配方,采用烧结法制备尾矿微晶玻璃。实验过程中采用DSC、XRD、SEM等先进的检测手段,在对微晶玻璃进行析晶过程动力学研究的同时,对试样的微观结构和物相也进行了分析研究;采用浸液法和比重瓶法对试样的密度、气孔、吸水率进行测量,以获取制备工艺的先进性和合理性,为鞍山地区铁尾矿更有效利用提供技术支持和理论依据。通过实验、测试及结果分析,本文主要取得以下几方面的结论:(1)当Fe~(2+)、Fe~(3+)分别单独存在时,Fe~(2+)比Fe~(3+)对于降低微晶玻璃的析晶活化能的作用更强;当Fe~(2+)、Fe~(3+)同时存在时,保持Fe~(3+)百分含量不变,随Fe~(2+)百分含量的升高,活化能呈升高的趋势。(2)由尾矿制备微晶玻璃通过析晶动力学分析得到:析晶动力学参数存在一个较合理的数值区间,晶体生长指数随着升温速率降低是逐渐增大的。(3)就本次实验而言,用化学纯试剂模拟鞍山地区尾矿微晶玻璃的制备过程中,铁离子的比例为Fe~(3+)/Fe~(2+)=2:4时能制取以尖晶石为主晶相的尾矿微晶玻璃。
【图文】：

均匀成核,晶体生长速度,温度关系,玻璃

.2 玻璃均匀成核速度及晶体生长速度与温度ogeneous nucleation rate and crystallization rate 外来物参与的宏观均匀的液相玻璃体形核的产生，形核逐渐长大的过程。成及结构的起伏，其中某些演变为新之降低。随着新相的产生，，新的界面[14]。化可由下式表示：ΔG VΔGAσV= +体积；体积内新相与旧相间的自由能之差；

曲线,系统自由能,临界半径,晶核

图 1.3 系统自由能变化与晶核半径 r 的关系曲线Fig.1.3 Plots of system free energy ΔG and r求得临界半径为：VGrΔσ= 2得到临界半径晶核形成时系统自由能变化为23V3G16nGΔπσΔ = mmVTHTGΔΔΔ = 时焓变；
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ171.733

【参考文献】