【摘 要】
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我国具有十分庞大的钒钛磁铁矿尾矿储量,这将给当地经济与环境带来巨大的压力。随着我国对“无废城市”理念的推广,钒钛磁铁矿尾矿的资源化利用是亟待解决的问题。本文以钒钛磁铁矿尾矿、废玻璃为原料制备轻质保水砖,以钒钛磁铁矿尾矿、长石、二氧化硅粉、高岭土为原料制备轻质隔断板。实验检测样品的体积密度、抗压强度、体积吸水率、气孔孔径大小,并利用场发射扫描电子显微镜观察样品微观形貌,XRD分析样品物相组成。利用热
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我国具有十分庞大的钒钛磁铁矿尾矿储量,这将给当地经济与环境带来巨大的压力。随着我国对“无废城市”理念的推广,钒钛磁铁矿尾矿的资源化利用是亟待解决的问题。本文以钒钛磁铁矿尾矿、废玻璃为原料制备轻质保水砖,以钒钛磁铁矿尾矿、长石、二氧化硅粉、高岭土为原料制备轻质隔断板。实验检测样品的体积密度、抗压强度、体积吸水率、气孔孔径大小,并利用场发射扫描电子显微镜观察样品微观形貌,XRD分析样品物相组成。利用热力学软件HSC、FactSage计算发泡剂的吉布斯自由能和高温熔体黏度大小。钒钛磁铁矿尾矿成分复杂,主要包括钛铁矿、磁铁矿、长石、透辉石等矿物。使用差热-热重分析仪对钒钛磁铁矿尾矿分析,尾矿的熔点在1210℃附近。单独利用钒钛磁铁矿尾矿无法达到发泡效果,因此应调控配料中硅铝含量。利用热力学软件对发泡剂进行热力学计算,结果表明6组化学反应的吉布斯自由能均为负值,说明发泡剂碳化硅本身具有自发反应的能力。结合差热-热重图分析,碳化硅作为高温型发泡剂适用于1000℃以上的发泡反应。利用钒钛磁铁矿尾矿与废玻璃制备轻质保水砖,其中分别对尾矿用量、发泡剂用量、稳泡剂用量、二氧化硅粉用量、烧制温度和保温时间进行探究。结果表明当钒钛磁铁矿尾矿添加量为50wt%,废玻璃添加量为50wt%,外加辅助料二氧化硅粉添加量为3wt%,发泡剂碳化硅0.3wt%,稳泡剂磷酸钠3wt%,分散剂磷酸三铵0.5wt%,烧制温度为1040℃,保温时间为15min,材料性能达到相对最优。该条件下材料的体积密度为0.26g/cm3,体积吸水率为56.5%,抗压强度为0.68MPa,气孔尺寸大小为0.32cm。泡沫陶瓷保水砖的物相组成为硅灰石、长石和透辉石和钛铁氧化物。利用钒钛磁铁矿尾矿制备泡沫陶瓷隔断板,其中分别对尾矿用量、发泡剂用量和助熔剂用量及保温时间进行探究。结果表明钒钛磁铁矿尾矿添加量为65wt%,长石添加量为20wt%,二氧化硅粉的添加量为10wt%,高岭土添加量为5%wt,外加发泡剂碳化硅为0.1wt%,稳泡剂磷酸钠3wt%,助熔剂四硼酸钠添加量3wt%,分散剂磷酸三铵0.5wt%,烧制温度为1 130℃,保温时间为60min,材料性能达到相对最优。该条件下材料的体积密度为0.59g/cm3,体积吸水率为2.45%,抗压强度为3.88MPa,气孔尺寸大小为0.26cm,材料性能满足国标《GB/T23451-2009建筑用轻质隔墙条板》的要求。泡沫陶瓷隔断板的物相组成主要为透辉石、长石、硅灰石、钛铁氧化物、赤铁矿和磁铁矿。
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