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随着我国氧化铝工业的快速发展,大量铝土矿尾矿和赤泥堆积、侵占土地资源,污染环境,目前少有能大规模消纳铝土矿尾矿的途径。陶粒由于具有轻质高强、隔热隔音、抗腐蚀、耐高温等优良性质,被广泛应用于建筑、石油、化工等领域。铝矾土尾矿十分契合陶粒原料的需求,因此利用铝矾土尾矿制备陶粒具有极高的可行性,是一种大宗消纳铝矾土尾矿的途径,同时能为企业带经济利益,达成双赢。以使用铝土矿尾矿作陶粒原料制备固废超轻陶粒为目标,先使用分析纯化学试剂为原料烧制陶粒,探究原料化学组成与陶粒焙烧之间的规律,并以此指导固废超轻陶粒的配方优化。通过单因素条件试验的方法,考察了焙烧温度、焙烧时间、碱金属助熔剂K2CO3用量、发泡物质SiC的用量、Al2O3的用量对陶粒产品表观密度的影响,得出化学组成与焙烧制度对陶粒性能指标的影响规律。再参考化学试剂陶粒的性能指标、表观现象、原料化学组分以及焙烧规律,利用铝矾土尾矿、赤泥、高岭土尾矿、铜尾矿、花岗岩锯泥为固废原料,制备固废陶粒,并进行陶粒原料的配方优化试验,最终成功制备出固废超轻陶粒,同时通过分析固废陶粒的性能指标结果,印证化学试剂陶粒焙烧规律的普遍适用性,为固体废弃物资源化工作者提供参考。使用化学试剂为原料对陶粒焙烧制度进行探究试验,得出了如下结论:当焙烧温度偏低,焙烧时间较短时,陶粒膨胀效果不佳,密度偏高;当焙烧温度过高,焙烧时间过长时,陶粒出现过烧现象,外形塌陷,气泡不稳定,容易出现大孔径通孔。最终确定了适宜的焙烧制度为:室温至100℃升温速率为10℃/min,100℃下保温10min,100℃至预热温度700℃升温速率为15℃/min,700℃下保温10min,700℃至焙烧温度1140℃升温速率为10℃/min,1140℃下保温30min。在确定了适宜的焙烧制度后,调整制备的原料中各组分对陶粒的密度及轻度的影响。研究表明:1、当助熔剂K2CO3用量在9%13%之间有明显助熔效果,K2CO3用量越多陶粒密度越低,高于13%后陶粒密度回升;2、当发泡物质SiC用量在0.15%0.45%之间时,陶粒密度较低,且外观较好,气孔均匀性较好;3、Al2O3的含量与陶粒的密度和单向压裂强度呈正比关系,当Al2O3含量高于19%时,陶粒就不具备膨胀性。参考上述规律,指导制备固废超轻陶粒。以化学试剂陶粒的焙烧规律为参考,调整固废超轻陶粒的原料配方,确立焙烧制度。首先使用铝土矿尾矿、赤泥、高岭土尾矿制备陶粒原料,开展了助熔剂含量调整与Al2O3含量匹配的正交试验,最终得到陶粒的原料配方为铝土矿尾矿:赤泥:高岭土尾矿=3:3:4,其中碱金属助熔剂的含量为15.15%,Al2O3含量为18.32%。调整后的固废陶粒原料在焙烧温度为1130℃时取得最佳的陶粒性能指标为堆积密度:387kg/m3,筒压强度:2.3Mpa,1h吸水率:3.25%。然后以铝土矿尾矿、铜尾矿和花岗岩锯泥为原料制备陶粒,以之验证第一种固废陶粒配方的普遍适用性以及验证固废陶粒烧结规律。当碱金属助熔剂的含量调整至15%左右,Al2O3含量与第一种固废陶粒原料相接近,两种陶粒的原料化学成分仅Fe2O3含量差异较大,最终烧制出的陶粒性能较第一种陶粒整体较差,据分析得出陶粒原料中Fe2O3含量过多会导致陶粒液相黏度变低,使陶粒密度升高,并且气泡合并现象严重。在陶粒原料中Fe2O3的含量应少于10%。对比以分析纯化学试剂和固体废弃物为原料制备的陶粒,在焙烧规律上具有较高的一致性,可以用于指导固废陶粒的配方优化,最终使用优化后的配方烧制出堆积密度为387kg/m3,筒压强度为2.3Mpa,1h吸水率为3.25%的符合国家级超轻陶粒标准的固废超轻陶粒,该超轻陶粒性能优良。