金渣—赤泥微晶玻璃的研制

发布时间：2017-07-26 06:14

  本文关键词：金渣—赤泥微晶玻璃的研制

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【摘要】：近年来,黄金和制铝行业的发展使其副产物金渣和赤泥的排放量日益增加,给企业和环境造成巨大影响。本文以这两种工业固体废弃物为原料,加入一定量的添加剂,利用高温熔融法制备金渣-赤泥微晶玻璃,为解决金渣和赤泥的堆放、环境污染等问题寻求一条新的道路。根据金渣和赤泥的化学成分和前期探索,将两种废弃物的总含量设计为85%,其中金渣的含量分别为50%、55%、60%、65%和70%进行制备研究。并根据金渣-赤泥基础玻璃的差热曲线确定微晶玻璃的热处理温度。采用XRD和SEM对热处理后的金渣-赤泥微晶玻璃进行了物相和微观结构的测试分析。研究了金渣赤泥的含量变化以及热处理制度的改变对金渣-赤泥微晶玻璃样品性能的影响,分析了微观结构与宏观性能之间的关系,确定了金渣和赤泥的最佳比例(金渣55%、赤泥30%)以及相应的热处理制度。研究结果表明：金渣-赤泥微晶玻璃的晶相为钛铁矿和辉石相,并且不随金渣和赤泥添加量的改变而变化。随着金渣添加量的提高,钛铁矿减少,辉石相增多：当金渣添加量≤60%时,微晶玻璃的主晶相为钛铁矿,次晶相为辉石；金渣添加量为≥65%时,主晶相变为辉石,次晶相变为钛铁矿。经过热处理后,金渣-赤泥微晶玻璃的析晶为不规则粒状晶粒,尺寸在0.2～0.5μm之间。随着金渣添加量的增加,金渣-赤泥微晶玻璃样品中的玻璃相逐渐增多,析晶能力有所降低；金渣-赤泥微晶玻璃的抗折强度随着金渣添加量的提高先升高后降低,耐酸性逐渐增强,耐碱性减弱；当金渣添加量为55%时,制备出的金渣-赤泥微晶玻璃致密性较好、晶粒均匀分布,机械性能最优,抗折强度达到161MPa。本论文对金渣含量为55%、赤泥含量为30%的2#微晶玻璃的热处理制度进行了深入研究,分析讨论了热处理制度对金渣-赤泥微晶玻璃的物相组成、微观结构以及性能之间的关系。研究结果表明：该微品玻璃的主晶相为钛铁矿,次品相为辉石,并且不随热处理温度和时间的变化而变化。当热处理温度升高或者时间延长时,试样中晶粒逐渐发育长大,析晶变得均匀致密,从而改善了微晶玻璃的物化性能；但过高的热处理温度或者过长的热处理时间会使晶粒发育粗大,甚至出现结块,使样品内部出现微孔或微裂纹,从而影响金渣-赤泥微晶玻璃的性能。微晶玻璃试样的抗折强度和化学稳定性随着热处理温度的升高、热处理时间的延长先升高后降低,密度逐渐增大最终趋于一致。实验结果表明,金渣和赤泥的含量分别为55%和30%时金渣-赤泥微晶玻璃具有167MPa的最高抗折强度,其热处理制度为：温度940℃,时间2h。
【关键词】：金渣 赤泥 微晶玻璃 热处理制度 性能
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ171.733
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 概述10-29
• 1.1 金渣10-12
• 1.2 赤泥12-15
• 1.3 微晶玻璃15-24
• 1.4 金渣-赤泥微晶玻璃24-26
• 1.5 金渣-赤泥微晶玻璃的研究现状26-28
• 1.6 选题依据及研究内容28-29
• 第2章 实验29-37
• 2.1 实验原料29-30
• 2.2 微晶玻璃的配比设计30-31
• 2.3 实验仪器与设备31-32
• 2.4 实验工艺流程及实验步骤32-34
• 2.5 热处理制度的确定34
• 2.6 样品分析及性能测试34-35
• 2.7 样品性能测试35-37
• 第3章 金渣-赤泥微晶玻璃配方优化设计及结果分析37-46
• 3.1 配方设计37-38
• 3.2 热处理制度的选择38-40
• 3.3 不同金渣赤泥含量对微晶玻璃物相的影响40-42
• 3.4 不同金渣赤泥含量对微品玻璃微观结构的影响42-43
• 3.5 不同金渣赤泥含量对微晶玻璃性能的影响43-44
• 3.6 小结44-46
• 第4章 热处理制度对金渣-赤泥微晶玻璃微观结构及性能的影响研究46-57
• 4.1 热处理温度对金渣-赤泥微晶玻璃微观结构及性能的影响46-51
• 4.2 热处理时间对金渣-赤泥微晶玻璃微观结构及性能的影响51-55
• 4.3 小结55-57
• 第5章 结论57-59
• 参考文献59-64
• 致谢64-65
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况65

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本文编号：575037