水煤浆废渣/硅酸盐发泡材料的制备及性能研究
发布时间：2021-07-06 17:54
发泡陶瓷也被称为多孔陶瓷,是一种具有高孔隙率的硅酸盐发泡材料,具有质轻、高强、隔热、防火、无毒等优点,可广泛应用于建筑保温等领域,由于水煤浆废渣在成份上与发泡陶瓷具有相似性,因此利用水煤浆废渣制备发泡陶瓷将是一个很有意义的研究课题,本论文以水煤浆废渣为主要原料,制备发泡陶瓷样品,并对其性能、发泡机理以及影响因素进行了研究。研究结果如下:（1）通过对水煤浆废渣、硅砂等原料进行分析,对碳化硅的发泡机理进行探究,设计发泡陶瓷的基础配方、升温制度以及工艺流程。（2）探究烧结温度、发泡剂添加量以及水煤浆废渣掺杂量对发泡陶瓷体积密度、孔隙率、抗压强度、吸水率、酸腐蚀质量损失率以及导热系数的影响。（3）最佳配方为:水煤浆废渣:60%,硅砂:36%,Na2CO3:2%,K2CO3:2%,SiC:0.5%。升温速率10℃/min,烧结温度1120℃,保温时间30min,制得的发泡陶瓷样品:体积密度为0.615g/cm3、孔隙率为76.4%、抗压强度为5.3MPa、吸水率为5.3%、酸腐蚀质量损失...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
发泡陶瓷体积密度与导热系数的关系
图 1.4 气泡的长大及上浮示意图当 θ＞90°时，气泡在很小时便可脱离表面，形成一个完整的气泡，当 θ＞90°时气泡在脱离表面的过程中会产生细颈，气泡脱离表面后，留在表面的细径会继续表面形成一个小气泡[67]。气泡大小主要受熔体表面张力的影响，当熔体表面张力小时，有利于气泡的长大，导致气泡壁变薄、破裂或者合并成连通孔，不利于形均匀稳定的孔径结构，因此可以添加适量稳泡剂，从而提高熔体粘度，扩大发泡温度范围，减缓气泡壁变薄的趋势，改善发泡陶瓷结构。常见稳泡剂有 Al2O3、硼盐、磷酸盐等。（4） 气泡的上浮当气泡体积增大到一定程度且高温液相黏度较低时，气泡会发生上浮，并相融合成大孔[68]。根据 Stokes 定律，气泡上浮过程满足下述公式[69]： 21 22gr p p
表 2.3 水煤浆废渣样化学成分组成 (wt.%)通过分析水煤浆废渣样的化学成分组成，可以发现水煤浆废渣的主要成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3和 CaO，与高炉矿渣等固体废弃物相比，水煤浆废渣含有的大量的 Fe2O3，Fe2O3的加入不仅可以降低配合料的熔点，有助于形成均匀细小的孔隙结构，而且还可以与 SiC 反应，产生气体，起到发泡剂的作用[77-78]。SiC 与 Fe2O3发生反应的化学方程式为[79]：SiC + 4Fe2O3=SiO2+ 8FeO + CO2↑通过综合热分析仪，测定水煤浆废渣的失重曲线及差热曲线，设定为空气气氛，升温速率为 20℃/min。结果如图 2.1 所示。Al2O3SiO2Fe2O3CaO MgO Na2O K2O TiO2SO3其它18.60 36.50 21.25 14.40 1.72 1.92 1.44 0.84 1.58 1.75
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用抛光砖废渣制备泡沫陶瓷的工艺探索[J]. 李良龙,马梦兰,黎友海,汪成东,陈银世,饶平根. 佛山陶瓷. 2016(08)
[2]煤间接液化工艺中气化炉渣综合利用研究进展[J]. 刘子梁,孙英杰,李卫华,杨强,马强. 洁净煤技术. 2016(01)
[3]工业固体废物资源综合利用现状及展望[J]. 申华杰. 资源节约与环保. 2015(09)
[4]煤气化工艺过程中三废排放的分析探讨[J]. 高志刚,李志祥. 天然气化工（C1化学与化工）. 2015(04)
[5]陶瓷抛光废渣高温发泡机理分析[J]. 黎涛,熊祖鸿,范玉容,王毅. 硅酸盐通报. 2015(08)
[6]煤气化残渣的基本特性研究[J]. 赵永彬,吴辉,蔡晓亮,卓锦德,赖世耀,刘洪刚,井云环,袁伟. 洁净煤技术. 2015(03)
[7]利用页岩制作发泡陶瓷的研究[J]. 丁力. 陶瓷. 2015(04)
[8]氧化铁和发泡剂对煤矸石闭孔发泡陶瓷的性能影响[J]. 周明凯,彭丽芬,王怀德,胡开文. 中国陶瓷. 2015(02)
[9]利用珍珠岩尾矿制备发泡陶瓷的研究[J]. 丁力,李缨,刘纯. 墙材革新与建筑节能. 2015(01)
[10]以污泥、建筑垃圾为基料制备高强轻质发泡环保陶瓷板[J]. 余江,熊平,刘建泉,苏子艺,王慈,贾璐. 四川大学学报(工程科学版). 2014(05)
硕士论文
[1]高温发泡陶瓷制备基础研究[D]. 张勇林.华南理工大学 2014
[2]用高炉矿渣制备泡沫微晶玻璃[D]. 时冬霓.东华大学 2014
[3]利用气化炉渣制备轻质隔热墙体材料的研究[D]. 冯银平.西安建筑科技大学 2014
[4]陶瓷抛光废渣的烧成发泡控制与应用研究[D]. 方桂金.华南理工大学 2013
[5]蛋白发泡工艺制备泡沫陶瓷及其性能研究[D]. 柴宇新.哈尔滨工业大学 2013
[6]抛光砖废料的烧成发泡机理及应用研究[D]. 奚修安.华南理工大学 2011
[7]利用气化炉渣和煤矸石制备Sialon基复相陶瓷[D]. 汤云.西安建筑科技大学 2011
[8]新型无机/有机复合绝热材料的研究[D]. 陈延新.长安大学 2008
本文编号：3268702
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
发泡陶瓷体积密度与导热系数的关系
图 1.4 气泡的长大及上浮示意图当 θ＞90°时，气泡在很小时便可脱离表面，形成一个完整的气泡，当 θ＞90°时气泡在脱离表面的过程中会产生细颈，气泡脱离表面后，留在表面的细径会继续表面形成一个小气泡[67]。气泡大小主要受熔体表面张力的影响，当熔体表面张力小时，有利于气泡的长大，导致气泡壁变薄、破裂或者合并成连通孔，不利于形均匀稳定的孔径结构，因此可以添加适量稳泡剂，从而提高熔体粘度，扩大发泡温度范围，减缓气泡壁变薄的趋势，改善发泡陶瓷结构。常见稳泡剂有 Al2O3、硼盐、磷酸盐等。（4） 气泡的上浮当气泡体积增大到一定程度且高温液相黏度较低时，气泡会发生上浮，并相融合成大孔[68]。根据 Stokes 定律，气泡上浮过程满足下述公式[69]： 21 22gr p p
表 2.3 水煤浆废渣样化学成分组成 (wt.%)通过分析水煤浆废渣样的化学成分组成，可以发现水煤浆废渣的主要成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3和 CaO，与高炉矿渣等固体废弃物相比，水煤浆废渣含有的大量的 Fe2O3，Fe2O3的加入不仅可以降低配合料的熔点，有助于形成均匀细小的孔隙结构，而且还可以与 SiC 反应，产生气体，起到发泡剂的作用[77-78]。SiC 与 Fe2O3发生反应的化学方程式为[79]：SiC + 4Fe2O3=SiO2+ 8FeO + CO2↑通过综合热分析仪，测定水煤浆废渣的失重曲线及差热曲线，设定为空气气氛，升温速率为 20℃/min。结果如图 2.1 所示。Al2O3SiO2Fe2O3CaO MgO Na2O K2O TiO2SO3其它18.60 36.50 21.25 14.40 1.72 1.92 1.44 0.84 1.58 1.75
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用抛光砖废渣制备泡沫陶瓷的工艺探索[J]. 李良龙,马梦兰,黎友海,汪成东,陈银世,饶平根. 佛山陶瓷. 2016(08)
[2]煤间接液化工艺中气化炉渣综合利用研究进展[J]. 刘子梁,孙英杰,李卫华,杨强,马强. 洁净煤技术. 2016(01)
[3]工业固体废物资源综合利用现状及展望[J]. 申华杰. 资源节约与环保. 2015(09)
[4]煤气化工艺过程中三废排放的分析探讨[J]. 高志刚,李志祥. 天然气化工（C1化学与化工）. 2015(04)
[5]陶瓷抛光废渣高温发泡机理分析[J]. 黎涛,熊祖鸿,范玉容,王毅. 硅酸盐通报. 2015(08)
[6]煤气化残渣的基本特性研究[J]. 赵永彬,吴辉,蔡晓亮,卓锦德,赖世耀,刘洪刚,井云环,袁伟. 洁净煤技术. 2015(03)
[7]利用页岩制作发泡陶瓷的研究[J]. 丁力. 陶瓷. 2015(04)
[8]氧化铁和发泡剂对煤矸石闭孔发泡陶瓷的性能影响[J]. 周明凯,彭丽芬,王怀德,胡开文. 中国陶瓷. 2015(02)
[9]利用珍珠岩尾矿制备发泡陶瓷的研究[J]. 丁力,李缨,刘纯. 墙材革新与建筑节能. 2015(01)
[10]以污泥、建筑垃圾为基料制备高强轻质发泡环保陶瓷板[J]. 余江,熊平,刘建泉,苏子艺,王慈,贾璐. 四川大学学报(工程科学版). 2014(05)
硕士论文
[1]高温发泡陶瓷制备基础研究[D]. 张勇林.华南理工大学 2014
[2]用高炉矿渣制备泡沫微晶玻璃[D]. 时冬霓.东华大学 2014
[3]利用气化炉渣制备轻质隔热墙体材料的研究[D]. 冯银平.西安建筑科技大学 2014
[4]陶瓷抛光废渣的烧成发泡控制与应用研究[D]. 方桂金.华南理工大学 2013
[5]蛋白发泡工艺制备泡沫陶瓷及其性能研究[D]. 柴宇新.哈尔滨工业大学 2013
[6]抛光砖废料的烧成发泡机理及应用研究[D]. 奚修安.华南理工大学 2011
[7]利用气化炉渣和煤矸石制备Sialon基复相陶瓷[D]. 汤云.西安建筑科技大学 2011
[8]新型无机/有机复合绝热材料的研究[D]. 陈延新.长安大学 2008
本文编号：3268702
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