商洛井边沟铁尾矿渣制备微晶玻璃的试验研究.pdf

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1、第1期矿产综合利用No.12016年2月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesFeb.2016商洛井边沟铁尾矿渣制备微晶玻璃的试验研究李春,韩茜,董菁,周春生,杨超普,赵威,(1.商洛学院,陕西省尾矿综合利用重点实验室,陕西商洛726000;2.商洛学院,化学工程与现代材料学院,陕西商洛726000)摘要:以商洛铁尾矿为主要原料,采用熔融法和烧结法制备微晶玻璃,研究了烧结温度对微晶玻璃的物相组成、密度、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,烧结产品的密度和

2、力学性能均呈现出先增大后减小的变化趋势,而耐酸腐蚀性呈先减小后增大的变化趋势。当烧结温度为1150~C,烧结时间为I.5h时,其密度为2.817#cm,莫氏硬度为5.75,抗压强度135.75MPa,耐酸失重率0.o6%,耐碱失重率0.27%。关键词:铁尾矿渣;微品玻璃;烧结温度;烧结法doi:10.3969/j.issn.1000-6532.2016.01.019中图分类号:TG383;TQ171.1文献标志码:A文章编号:1000—6532(2016)01—0083—03我国每年产生的铁尾矿有数亿吨,不仅修建尾1试

3、验矿库要占用大量的土地和耗费大量的人力、财力和物力,而且污染环境,给人民的生命财产带来巨大的1.1试验原材料威胁⋯。商洛市的尾矿贮量巨大,占全省的1/3,全本试验采用商洛柞水井边沟地区的铁尾矿为原国的1%。张景书分析了现阶段商洛市尾矿资源料,其化学成分见表1。综合利用存在的问题,并根据商洛实际情况,结合国表1铁尾矿的化学成:if/%内外尾矿综合利用经验,提出了一些对策和建议。Table1Thechemicalcompositionofirontailings微晶玻璃具有陶瓷和玻璃的双重优点,具有耐蚀、耐磨和抗氧化性能好

4、,机械强度高等优点,因此被广泛应用于化工、电子、航天等领域J。国内外学者对使用尾矿制备微晶玻璃展开了大量的研究。宋杰等人研究结果认为,当铁尾矿比例为50%1.2试验方法时,微晶玻璃具有良好的整体析晶能力,同时其力学将铁尾矿放人刚玉坩埚中,而后置人CD一1700X性能和化学稳定性较好。史培阳【等研究了CaO-型马弗炉中,由室温升至1500cI=并保温4.5h,使得MgO.A1:03-SiO:系微晶玻璃析晶性能和相组成的影铁尾矿全部熔化。将熔化的铁尾矿迅速从炉中取响,得出铁尾矿微晶玻璃起始析晶温度为1179,出,并直接水淬

5、,获得基础玻璃相。然后对所获得的析晶峰温度为I241℃。雷岩【6等采用熔融法制备基础玻璃相进行球磨,并对粉末进行筛分。用粉末了以堇青石为晶相的微晶玻璃,并确定了微晶玻璃成形机进行成形,并将成形后的样品加工成10mm~的较佳热处理制度。刘红玉7等采用简易的烧结10mmx25mm的样品,然后对样品进行烧结处理。法制备高炉渣微晶玻璃建材,研究了烧结温度对玻文献[5认为,铁尾矿微晶玻璃的起始析晶温度为璃建材物理性能、相组成、微观结构及耐腐蚀性能的1l79a【=,析晶峰温度为1241℃,因此将烧结温度设影响。本文利用商洛地区的铁

6、尾矿制备微晶玻璃,定为1050a【=、1100℃、1150℃和1200oC。在升温过并对其性能进行分析,为商洛地区铁尾矿的综合利程中,室温~500℃升温速率为10℃/min,500—用提供技术支持。1000a【=升温速率为5~C/min,保温时间定为1.5h,收稿日期:2015—08—25;改回日期:2015-09—10基金项目:陕西省科技统筹创新工程计划(地方重大专项)(2012KTDZ02—02—01);陕西省尾矿资源综合利用重点实验室开放基金资助项目(2014SKY—WK013);商洛市科技局计划项目(SK一20

7、13—7);商洛学院科研项自(14SKY-FWDF003)’作者简介:李春(1986一),男,讲师,主要从事尾矿资源综合利用方面的研究工作。·84·矿产综合利用2016年然后使样品随炉冷却,观察样品烧结情况。采用阿~1150~C温度范围内析出晶相的量逐渐多,样品的基米德排水法测定样品的密度,用硬度计和万能试硬度和抗压强度也随之增大。当温度高于1150℃,验机分别测定样品的硬度和抗压强度,用1%的H由于该温度超出了析晶量最大温度,在高温区部分SO溶液和1%的NaOH溶液对样品浸泡24h后,测已析出的晶相又会重新融为玻璃相

8、,晶相的比例相其耐酸碱失重率。对降低,同时将会在样品中形成气孔,致使微晶玻璃的力学性能下降。2试验结果6-[aJ2.1烧结温度对密度的影响5以蒸馏水为介质,采用阿基米德排水法测定微4晶玻璃试样的体积,用电子天平测量试样的质量。3通过计算可得出不同烧结温度下试样密度(见图}凸l《21)。从图1中可以看出,随着烧结温度的升高,试1样的

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