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随着经济发展,工业固体废物如黄磷炉渣、铬渣的产生量越来越大,如何资源化这些工业固体废物,是可持续发展所面临的问题。利用工业固体废物制备微晶玻璃是一种高附加值资源化工业固体废物的途径。本研究以黄磷炉渣为基础原料制备微晶玻璃,首先依据析晶动力学原理,研究成分对黄磷炉渣微晶玻璃析晶影响,依据析晶热力学原理,借助FactSage模拟计算黄磷炉渣微晶玻璃晶相组成;之后研究外界因素对黄磷炉渣微晶玻璃析晶影响;最后通过添加铬渣,协同制备黄磷炉渣-铬渣微晶玻璃。随着Cr2O3添加量增大,黄磷炉渣基础玻璃析晶能力先增强后减弱;当Cr2O3添加量为0.9 wt%时,黄磷炉渣基础玻璃的析晶能力最强;添加Cr2O3的黄磷炉渣微晶玻璃的主晶相为硅灰石(CaSiO3),次晶相均为方石英(SiO2)和铝透辉石Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6)。ZnO能够促进黄磷炉渣基础玻璃析晶,当ZnO添加量为7 wt%时,黄磷炉渣基础玻璃的析晶能力最强;添加ZnO的黄磷炉渣微晶的主晶相为硅灰石(CaSiO3),次晶相为铝透辉石(Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6)。随着CuO添加量增大,黄磷炉渣基础玻璃析晶能力先增强后减弱;当CuO添加量为5 wt%时,黄磷炉渣基础玻璃的析晶能力最强;添加CuO的黄磷炉渣微晶的主晶相为硅灰石(CaSiO3),次晶相为铝透辉石(Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6)。相比添加TiO2,添加TiO2+CaF2或TiO2+P2O5均能够促进黄磷炉渣基础玻璃析晶,而添加TiO2+Cr2O3能够抑制黄磷炉渣基础玻璃析晶;无论是添加TiO2,还是TiO2+CaF2、TiO2+P2O5或TiO2+Cr2O3,黄磷炉渣微晶玻璃晶相类型相同,其主晶相为硅灰石(CaSi O3),次晶相为铝透辉石(Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6)和氟磷灰石(Ca5(PO4)3F)。FactSage模拟计算表明,添加Cr2O3的黄磷炉渣基础玻璃经过核化、晶化处理后生成的晶相为硅灰石(CaSiO3)、方石英(Si O2)、透辉石(CaMgSi2O6)、钙长石(CaAl2Si2O8)和钙铬石榴石(Ca3Cr2Si3O12);添加Zn O的黄磷炉渣基础玻璃经过核化、晶化生成的晶相为硅灰石(CaSiO3)、透辉石(CaMgSi2O6)、方石英(SiO2)和钙长石(CaAl2Si2O8);添加CuO的黄磷炉渣基础玻璃经过核化、晶化生成的晶相为硅灰石(CaSiO3)、透辉石(CaMgSi2O6)、钙长石(CaAl2Si2O8)、方石英(Si O2)和榍石(CaSiTiO5);添加TiO2、TiO2+CaF2或TiO2+P2O5的黄磷炉渣基础玻璃经过核化、晶相生成的晶相类型相同,为硅灰石(CaSiO3)、透辉石(CaMgSi2O6)、钙长石(CaAl2Si2O8)、氟磷灰石(Ca10(PO4)6F2)、榍石(CaSiTiO5)和钠长石(NaAlSi3O8),而添加TiO2+Cr2O3的黄磷炉渣基础玻璃经过核化、晶化生成的晶相除含有上述晶相外,还存在少量的钙铬榴石(Ca3Cr2Si3O12)。FactSage模拟计算结果和实验结果基本一致。气氛会对黄磷炉渣基础玻璃的析晶能力产生影响,黄磷炉渣基础玻璃在空气气氛下比氮气气氛下析晶能力更强,但气氛不会对黄磷炉渣微晶玻璃的晶相类型产生影响,其主晶相均为硅灰石(CaSiO3)。熔融时间会对黄磷炉渣基础玻璃的析晶能力产生影响,随着熔融时间的增长,黄磷炉渣基础玻璃的析晶能力逐渐减弱,但熔融时间不会对黄磷炉渣微晶玻璃的晶相类型产生影响,主晶相均为硅灰石(CaSiO3),次晶相为铝透辉石(Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6)。冷却方式会对黄磷炉渣基础玻璃的析晶能力产生影响,水淬形成的黄磷渣基础玻璃相对更加稳定,冷却方式还会对黄磷炉渣微晶玻璃的晶相类型产生影响,自然冷却条件下形成的黄磷炉渣微晶玻璃的主晶相为硅灰石(CaSiO3),次晶相为铝透辉石(Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6),而水淬条件下形成的黄磷炉渣微晶玻璃的晶相为硅灰石(CaSiO3)。以黄磷炉渣和铬渣为基础原料并添加一定比例的Si O2制备了黄磷炉渣-铬渣微晶玻璃;随着铬渣添加比例的增大,黄磷炉渣-铬渣基础玻璃的析晶能力先增强后减弱,当铬渣的添加量为20 wt%时,黄磷炉渣-铬渣基础玻璃的析晶能力最强;铬渣添加量会对黄磷炉渣-铬渣微晶玻璃的晶相类型产生影响,当铬渣的添加量为10 wt%和20 wt%时,黄磷炉渣-铬渣微晶玻璃的主晶相为硅灰石(CaSiO3),次晶相为铝透辉石(Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6)和含铁透辉石(Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6),当铬渣的添加量为30 wt%和40 wt%时,黄磷炉渣-铬渣微晶玻璃的主晶相为硅灰石(CaSi O3),次晶相为铝透辉石(Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6)、含铁透辉石(Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6)和钙长石(CaAl2Si2O8)。当铬渣添加量在10 wt%40 wt%范围内,所制备的黄磷炉渣-铬渣微晶玻璃浸出毒性符合安全标准。