浇注法制备提钒尾渣多孔陶瓷试验研究

发布时间：2020-07-24 10:39

【摘要】：以提钒尾渣为主要原料,通过添加结合剂、粘土、减水剂和造孔剂,采用注浆成型工艺制备提钒尾渣多孔陶瓷,该多孔陶瓷可用于化工过滤、窑炉保温和建筑装饰等行业,可以大大提高提钒尾渣的利用率和附加值。通过条件试验较系统研究了煅烧温度、结合剂配入量、高温点保温时间、粘土配入量、造孔剂配入量对提钒尾渣多孔陶瓷性能影响。条件试验表明:结合剂选择铝酸盐水泥,配入量选择6%左右;煅烧温度选择1 050℃左右;保温时间选择4~6 h;粘土的配入量选择10%左右,造孔剂的配入量选择100 m L左右(每150 g原料),可制备符合要求的提钒尾渣多孔陶瓷。
【图文】：

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滋沾晒ひ眨囡炜准裂≡窀叻肿泳酆衔铮囡谏粘晒?程中燃烧挥发除去，在坯体中留下气孔，达到造孔目的。减水剂选择三聚磷酸钠，减水剂能减少拌和水的用量，增加拌合物的流动性，提高多孔陶瓷的烧结强度。主要原料化学成分见表1。表1主要原料的化学成分Table1Chemicalcompositionsofmainrawmaterials%原料矿物TiO2Fe2O3SiO2CaOAl2O3MgO提钒尾渣12．9331．2217．086．177．016．47粘土5．8254．398．0316．061．64拉法基水泥5．3221．330．8637．300．532试验方案提钒尾渣制备多孔陶瓷试验流程见图1。1)配料准确称量提钒尾渣、粘土、拉法基水泥、减水剂，并将以上原料预混合均匀。2)浆料的制备将混合均匀的陶瓷基料加入一定体积的造孔剂和水，充分混合搅拌均匀。3)成型将混合均匀的浆料注入50mm×50mm×50mm模具中浇注成型，在振动台上进行振动密实，待陶瓷坯体固化具有一定强度后拆模，脱模样块送干燥箱烘干。4)烧成将干燥后的多孔陶瓷生坯放人高温电炉进行烧成，烧成按设计好的烧成制度进行温度调节。烧成过程不可升温过快，冷却阶段时间不能过短，防止烧成过程中升温过快坯体出现炸裂现象或冷却过快出现裂纹现象。图1多孔陶瓷试验工艺流程Fig．1Porousceramictestprocess3试验结果分析与讨论3．1结合剂对拆模强度的影响选择浇注法制备提钒尾渣多孔陶瓷，浇注成型后，需要拆模取出样品，坯体要具备一定的初始强度，才能保证拆模样块完好。为了保证拆模坯体具有一定的初始强度，需要添加具有水化物特性的结合剂，该结合剂要保证常温水化后使拆模坯体具有一定的初始强度，同时，在高温烧成过程中不影响到提钒尾渣多孔陶瓷的烧后强度［3］。笔者选择矾土水泥、铝酸盐水泥作为结合剂，

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图2结合剂配入量对提钒尾渣多孔陶瓷拆模强度的影响Fig．2Effectofbinderratioonstrippingstrengthofvanadiumslagporousceramics图3煅烧温度对提钒尾渣多孔陶瓷耐压强度和气孔率的影响Fig．3Effectofcalcinationtemperatureoncompressivetrengthandporosityofporousceramicwithvanadiumextractiontailings从图3可以看出，随着煅烧温度升高，提钒尾渣多孔陶瓷耐压强度随着增加。在950℃时，提钒尾渣开始形成烧结体，提钒尾渣多孔陶瓷形成强度，强度为2．7MPa左右。升温到1100℃时，提钒尾渣多孔陶瓷的烧结程度增强，强度达到6．5MPa，提钒尾渣多孔陶瓷的强度增加较明显。从图3还可以看出，随着煅烧温度升高，提钒尾渣多孔陶瓷气孔率减校在950℃时，提钒尾渣多孔陶瓷的气孔率为78%左右。随着煅烧温度增加，提钒尾渣多孔陶瓷的烧结程度增加，坯体收缩增大，气孔率减小，煅烧温度增加到1150℃，提钒尾渣多孔陶瓷的气孔率降低到69%左右。从以上分析可知，提高煅烧温度有利于提高提钒尾渣多孔陶瓷强度，不利于提高提钒尾渣多孔陶瓷的气孔率，参考国家标准对多孔陶瓷的质量要求，煅烧温度选择在1050℃左右较适宜。3．3保温时间对提钒尾渣多孔陶瓷性能的影响固定试验条件:物料总称量150g，提钒尾渣配入量选择87%、粘土配入量选择8%、铝酸盐水泥配入量选择5%、煅烧温度选择1050℃，减水剂配入量选择0．1%、造孔剂添加100mL，研究保温时间对提钒尾渣多孔陶瓷强度和气孔率的影响，试验结果如图4所示。图4保温时间对提钒尾渣多孔陶瓷强度和气孔率的影响Fig．4Effectofholdingtimeonthestrengthandporosityofporousceramicwithvanadiumextractiontailings从图4可以看出，提钒尾渣多孔陶瓷的耐压强度随着保温时间的增加而增大，保温时?

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