复合矿渣在支撑剂中的应用研究

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1、毕业设计题目：复合矿渣在支撑剂中的应用研究学生：学号：院（系）：材料科学与工程学院专业：无机非金属材料工程指导教师：2014年6月15日陕西科技大学毕业设计（论文）任务书材料科学与工程学院无机非金属材料工程专业卓越101班级学生：题目：复合矿渣在支撑剂中的应用研究毕业设计（论文）从2014年2月24日起到2014年6月22日课题的意义及培养目标：工业生产中不可避免的产生一定量的废矿、废渣，如煤矸石，粉煤灰、黄金尾矿等。目前废渣大部分露天堆放或回填，占用了农田土地或造成资源浪费，容易造成粉尘污染、泥石流、河道淤塞、有害物溶出污染水源等危害。废渣主要成分一般以SiO2、C

2、aO、Al2O3、MgO、Fe2O3等氧化物形成存在，矿物成分主要是高岭石和石英、长石等，这些组分正是陶粒材料工业生产所需的重要成分。该课题的目标是深入探讨各类废矿废渣的物化性质，烧结的条件，成瓷机理，利用烧结法，规模化制备超低密支撑剂陶粒，进行优化制备条件、制备参数、制备流程的专项研究，制备出符合国标要求的支撑剂陶粒。设计（论文）所需收集的原始数据与资料：①我国关于固体工业废弃物治理的国家标准。②国内外现行企业支撑剂陶粒生产工艺流程和工艺参数。③国内外企业支撑剂陶粒生产新方法、新技术。④配方组成对陶粒性能的影响。⑤烧成制度对陶粒性能的影响。⑥不同气氛下材料显微结构（

3、SEM照片）的观察与分析。⑦XRD谱线的观察与分析。⑧陶粒力学性能测试的方法。⑨《中国陶瓷》、《石油与天然气》、《中国陶瓷工业》、《无机材料科学与艺术》、《功能材料》等刊物2012年以来发表的有关文章资料。课题的主要任务（需附有技术指标分析）：该课题研究的是以煤矸石，粉煤灰、黄金尾矿等废矿、废渣资源作为主料，添加合适的添加剂，通过化学组成、工艺条件等的控制，完善、优化高温材料的细晶结构，制备支撑剂陶粒。在前期研究的基础上，利用烧结法制备支撑剂陶粒，使其烧成温度小于1400℃，烧成周期小于10h产品闭合压力破碎率≤9%，球度、圆度≥0.80，体积密度≤1.52g/cm3

4、，产品性能符合国标SY/T5108－2006的质量要求。研究的重点就是：支撑剂陶粒制备条件与实现途径的优化。设计进度安排及完成的相关任务（以教学周为单位）：周次设计（论文）任务及要求第1-2周毕业实习，收集资料第3周整理资料、提交开题报告，并进行开题报告答辩第4-5周结合生产实际制定实验方案，设计实验流程和步骤第6周准备实验原料，熟悉实验仪器及设备第7-13周开展实验研究第14周分析与测试第15周撰写论文第16周提交毕业论文（设计）报告第17周毕业答辩学生签名：日期：指导教师：日期：教研室主任：日期：I复合矿渣在支撑剂中的应用研究摘要利用煤矸石、黄金尾矿、粉煤灰等复合

5、矿渣，采用烧结法，引入适量的Mg2(OH)2CO3作为烧结助剂，在1150℃下，制备出高强低密的支撑剂。支撑剂的最优配方为（wt%）：红粘土10；黄金尾矿20；煤矸石50；粉煤灰20；硅微粉5；滑石5；Mg2(OH)2CO33。并借助于XRD、SEM、Raman、万能材料试验机等测试手段对晶相组成、表面形貌、抗折强度和吸水率进行了表征。结果表明：支撑剂瓷体的主晶相为莫来石相、尖晶石相和刚玉相，吸水率为0.90%，抗折强度达125.72MPa，性能指标达到行业标准的要求。支撑剂最佳的制备工艺条件为：球磨20min，干燥6h，成型压力为30MPa，烧成温度1150ºC-1

6、170ºC，保温60min。影响支撑剂的性能的主要因素有：原料性质、配方组成、球磨时间、烧成制度等。关键词：复合矿渣，支撑剂，高强低密IIApplicationResearchofCompositeSlaginProppantsABSTRACTCoalgangue,goldtailings,flyashwereusedasthemainrawmaterials,throughsinteringmethod,addingtherightamountofMg2(OH)2CO3assinteringaids,sinteredat1150℃,high-strength-low

7、-densityproppantswereprepared.Theoptimalformulaforthepreparationwereasfollow:RedClay10;goldtailings20;coalgangue50;flyash20;silicapowder5;talc5;Mg2(OH)2CO33.Thecrystallinephasecomposition,surfacemorphology,flexuralstrengthandwaterabsorptionwerecharacterizedbymeansofXRD,SEM,Rama