利用银矿尾矿制备复相陶瓷
发布时间：2021-08-29 03:39
随着生活水平的提高,人类对矿产资源的开采越来越频繁,导致尾矿的产出越来越大,伴随的环境污染问题也越来越严重,这对人类的生产和生活都有一定的危害。根据尾矿自身的组成和结构特点,将其合理利用,能够在解决环境污染的同时带来一定的经济效益。在以往的研究中,有的研究者成功地利用铝土矿尾矿、铁尾矿以及稀土尾矿等制备了陶瓷,也有研究者利用银矿尾矿制备了陶粒、泡沫玻璃和建筑砂浆等。然而,鲜有利用银矿尾矿制备陶瓷的相关研究。本文利用银矿尾矿为主料配以一定的其他辅料,在合适的工艺条件下制备了堇青石-石英、莫来石-石英和透辉石-石英三种复相陶瓷。根据银矿尾矿的组成与结构特点选择合理的配料,并设计计算了原料配比;根据原料的配比设计了陶瓷的烧制工艺。对所制备陶瓷的进行了体积收缩率、体积密度、吸水率、显气孔率、抗弯强度以及热膨胀系数等性能测试,优选了陶瓷的配方和烧结温度。同时,对所制陶瓷进行了XRD、FT-IR以及SEM等表征分析,探讨了不同配比和烧结温度对复相陶瓷的结构和性能影响。主要包括:1.以银矿尾矿为主料配以一定量的滑石和高岭土制备了堇青石-石英复相陶瓷。根据陶瓷性能的测试结果优选的最佳原料配比为银矿尾矿...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
尾矿库类型：（a）傍山型，（b）山谷型，（c）平地型，（d）截河型[4]
[35-42]。这样优异的抗热震性与堇青石相的结构有关，堇青石晶体结构如图1.2所示[43]。图1.2 堇青石晶体结构Figure 1.2 Crystal structure of cordierite图1.2显示堇青石是由五个Si-O四面体和一个Al-O四面体组成的六元环结构。六元环沿c轴排列，相邻两层相互错开30o角。六元环之间靠Al-O四面体和Mg-O八面体连接在一起，其中Al-O四面体和Mg-O八面体依靠共棱连接在一起，使堇青石晶体获得稳定的结构，从而导致热膨胀系数较低。根据已有文献资料表明，利用银矿尾矿的这种富含硅的尾矿去制备陶瓷的工艺还没有被系统的研究，因此寻找一个利用银矿尾矿制备陶瓷的方法是十分必要的[44-46]。与此同时，研究者们为了追求一些更好的性能，通常在合成过程中加入一定量的化学纯原料
3等金属氧化物。为了探究银矿尾矿中的物相组成，采用X射线衍射仪对其进行了测试，测试结果如图2.1所示。图2.1 银矿尾矿的XRD图Figure 2.1 The X-ray diffraction spectrum of silver mine tailings根据图2.1可知，银矿尾矿中主要物相为三方石英，除此之外还有碳酸钙、辉石、角闪石和伊利石。银矿尾矿中的石英可以作为陶瓷的脊料，加快干燥，减小坯体变形，增加机械强度[85]。伊利石可以提高坯体的可塑性[86]，碳酸钙和角闪石可以在高温下起到助融的作用。综上，银矿尾矿用于陶瓷的制备在成分方面具有一定的可行性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]尾矿库湿地重金属污染的生物富集特征及风险评价[J]. 韩瑞杰,求瑞娟,任逸晨,王建英,司万童,张雪峰. 生态与农村环境学报. 2019(01)
[2]矿产资源的开发与地质环境保护研究[J]. 杨雷. 世界有色金属. 2018(19)
[3]黄金尾矿综合利用的研究进展[J]. 李杨,孟凡涛,王鹏. 山东理工大学学报(自然科学版). 2019(01)
[4]我国尾矿库环境与安全的现状及对策[J]. 赵立芳,赵转军,曹兴,刘佳,张兆虎,王旋. 现代矿业. 2018(06)
[5]南京山景尾矿库重大危险源安全评价及对策[J]. 刘斌. 现代矿业. 2018(01)
[6]尾矿库安全评价存在的问题与对策[J]. 陈生水. 岩土工程学报. 2016(10)
[7]伊利石型粘土在卫生陶瓷坯料配方中的应用[J]. 岳邦仁,陈维尧,崔占东,张向卫,叶春南,李良滨. 陶瓷. 2016(02)
[8]尾矿库大气环境防护距离研究[J]. 王滢. 金属矿山. 2016(01)
[9]Nucleation and crystallization of tailing-based glass-ceramics by microwave heating[J]. Bao-wei Li,Hong-xia Li,Xue-feng Zhang,Xiao-lin Jia,Zhi-chao Sun. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2015(12)
[10]铀尾矿库尾矿砂大气污染的控制研究[J]. 张欣,彭小勇,黄帅. 环境科学学报. 2014(11)
硕士论文
[1]高性能堇青石陶瓷的制备及影响因素分析[D]. 韩桢.吉林大学 2017
[2]超轻/轻质粉煤灰陶粒的研制[D]. 郗斐.山东大学 2011
本文编号：3369828
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
尾矿库类型：（a）傍山型，（b）山谷型，（c）平地型，（d）截河型[4]
[35-42]。这样优异的抗热震性与堇青石相的结构有关，堇青石晶体结构如图1.2所示[43]。图1.2 堇青石晶体结构Figure 1.2 Crystal structure of cordierite图1.2显示堇青石是由五个Si-O四面体和一个Al-O四面体组成的六元环结构。六元环沿c轴排列，相邻两层相互错开30o角。六元环之间靠Al-O四面体和Mg-O八面体连接在一起，其中Al-O四面体和Mg-O八面体依靠共棱连接在一起，使堇青石晶体获得稳定的结构，从而导致热膨胀系数较低。根据已有文献资料表明，利用银矿尾矿的这种富含硅的尾矿去制备陶瓷的工艺还没有被系统的研究，因此寻找一个利用银矿尾矿制备陶瓷的方法是十分必要的[44-46]。与此同时，研究者们为了追求一些更好的性能，通常在合成过程中加入一定量的化学纯原料
3等金属氧化物。为了探究银矿尾矿中的物相组成，采用X射线衍射仪对其进行了测试，测试结果如图2.1所示。图2.1 银矿尾矿的XRD图Figure 2.1 The X-ray diffraction spectrum of silver mine tailings根据图2.1可知，银矿尾矿中主要物相为三方石英，除此之外还有碳酸钙、辉石、角闪石和伊利石。银矿尾矿中的石英可以作为陶瓷的脊料，加快干燥，减小坯体变形，增加机械强度[85]。伊利石可以提高坯体的可塑性[86]，碳酸钙和角闪石可以在高温下起到助融的作用。综上，银矿尾矿用于陶瓷的制备在成分方面具有一定的可行性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]尾矿库湿地重金属污染的生物富集特征及风险评价[J]. 韩瑞杰,求瑞娟,任逸晨,王建英,司万童,张雪峰. 生态与农村环境学报. 2019(01)
[2]矿产资源的开发与地质环境保护研究[J]. 杨雷. 世界有色金属. 2018(19)
[3]黄金尾矿综合利用的研究进展[J]. 李杨,孟凡涛,王鹏. 山东理工大学学报(自然科学版). 2019(01)
[4]我国尾矿库环境与安全的现状及对策[J]. 赵立芳,赵转军,曹兴,刘佳,张兆虎,王旋. 现代矿业. 2018(06)
[5]南京山景尾矿库重大危险源安全评价及对策[J]. 刘斌. 现代矿业. 2018(01)
[6]尾矿库安全评价存在的问题与对策[J]. 陈生水. 岩土工程学报. 2016(10)
[7]伊利石型粘土在卫生陶瓷坯料配方中的应用[J]. 岳邦仁,陈维尧,崔占东,张向卫,叶春南,李良滨. 陶瓷. 2016(02)
[8]尾矿库大气环境防护距离研究[J]. 王滢. 金属矿山. 2016(01)
[9]Nucleation and crystallization of tailing-based glass-ceramics by microwave heating[J]. Bao-wei Li,Hong-xia Li,Xue-feng Zhang,Xiao-lin Jia,Zhi-chao Sun. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2015(12)
[10]铀尾矿库尾矿砂大气污染的控制研究[J]. 张欣,彭小勇,黄帅. 环境科学学报. 2014(11)
硕士论文
[1]高性能堇青石陶瓷的制备及影响因素分析[D]. 韩桢.吉林大学 2017
[2]超轻/轻质粉煤灰陶粒的研制[D]. 郗斐.山东大学 2011
本文编号：3369828
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