針對(duì)富集高毒性CN~-和重金屬的高硅尾渣資源化利用存在的問(wèn)題,本文在研究高硅尾渣化學(xué)組成特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,采用半干壓成型-高溫?zé)Y(jié)工藝制備出一種高硅尾渣摻量高達(dá)60wt%,強(qiáng)度高,吸水率低的無(wú)害化陶瓷制品。同時(shí),研究了坯料的化學(xué)組分、燒成制度與陶瓷制品性能的關(guān)系。并且,借助X射線熒光分析(XRF)、X射線衍射分析(XRD)和熱重-差示掃描量熱分析(TG-DSC)等現(xiàn)代測(cè)試手段,進(jìn)一步研究了影響陶瓷制品性能的因素與機(jī)理,著重探討了硫的釋放規(guī)律與陶瓷制品性能之間的關(guān)系。首先,對(duì)高硅尾渣的化學(xué)組成和礦物組成進(jìn)行分析,然后研究了高硅尾渣的工藝性能和燒成性能等陶瓷化性能。試驗(yàn)結(jié)果表明,高硅尾渣主要含石英、長(zhǎng)石、硫鐵礦。其化學(xué)成分與建筑陶瓷坯料相近,且細(xì)度細(xì),流動(dòng)性好,生坯干燥收縮率小、干燥敏感系數(shù)小、干燥強(qiáng)度高。在1120℃,保溫15 min的燒成條件下,陶瓷制品的吸水率低至1.00%,抗折強(qiáng)度高達(dá)56.7 MPa。坯體在燒結(jié)過(guò)程中,氰化物分解,重金屬被燒結(jié)固化。利用高硅尾渣燒制陶瓷,有望實(shí)現(xiàn)高硅尾渣的無(wú)害化、資源化利用。其次,研究了坯料組成與陶瓷制品性能的關(guān)系。探討了輔助原料種類及摻量,燒成制度和高硅尾渣陶瓷制品性能三者之間的關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明,高硅尾渣中硫鐵礦含量高、燒失量大,燒成溫度低,且在高溫?zé)七^(guò)程中易出現(xiàn)黑心、鼓包、變形等缺陷。鋁礬土的摻入有助于提高坯料的燒成溫度,萊陽(yáng)土和浮選尾渣的摻入有助于抑制黑心、鼓包缺陷的產(chǎn)生,可顯著優(yōu)化高硅尾渣陶瓷制品的綜合性能。通過(guò)降低燒成溫度和調(diào)整燒成時(shí)間可進(jìn)一步提升陶瓷制品的綜合性能。最后,研究了黑心成因及影響因素。研究了硫的釋放規(guī)律,黑心形成機(jī)理及其對(duì)陶瓷制品性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:粉狀松堆高硅尾渣中硫鐵礦含量高,其在384.5℃附近大量、快速分解,硫以SO_2的形式釋放;壓實(shí)坯體中硫鐵礦的分解速率受成型壓力、坯體厚度、輔助原料種類、燒成溫度、燒成時(shí)間、窯內(nèi)氧氣濃度等因素影響。實(shí)際煅燒過(guò)程中,坯體內(nèi)部硫未完全釋放,部分Fe~(2+)未完全氧化成Fe~(3+),造成黑心、鼓包缺陷,從而降低陶瓷制品的綜合性能。
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU522.2;TQ174.7
【部分圖文】：

圖 2-1 樣品的制備工藝流程圖2.2.1 原材料的預(yù)處理陶瓷原料體系中，要求原料細(xì)度小。本試驗(yàn)原材料預(yù)處理過(guò)程中，控制其45 μm 篩余量為 4~8wt%。由于原材料性狀不同，預(yù)處理方式有所不同，原材料處理后的細(xì)度測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表 2-3。表 2-3 預(yù)處理后輔助原料細(xì)度原料種類 45 μm 篩余量/wt% 比表面積/(m2/kg)高硅尾渣 3.5 700.6長(zhǎng)石 6.8 491.0鋁礬土 16.8 747.6萊陽(yáng)土 5.2 581.3石英 4.2 652.9浮選尾渣 4.5 620.5

制陶瓷的可行性，分析燒制陶瓷可能存在的問(wèn)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。主要組分和主要礦物見(jiàn)表 3-1 和圖 3-1。根據(jù)表渣的主要礦物為石英、硫鐵礦（FeS2）、鈉長(zhǎng)石要組分與當(dāng)陽(yáng)坯料相近，可作為燒制陶瓷瓦的高、燒失量高，Al2O3含量偏低。表 3-1 高硅尾渣的主要組分（wt%）Al2O3Fe2O3CaO MgO K2O Na2O 10.65 7.24 2.45 1.17 2.62 1.84 11.35 7.70 2.44 1.05 2.95 1.61 17.21 1.81 2.86 1.11 1.67 0.66 湖北省當(dāng)陽(yáng)市某陶瓷瓦廠。

3-2 不同批次高硅尾渣樣品燒成效段時(shí)間后不同批次的高硅尾渣含水率后，出廠的高硅尾渣含水率穩(wěn)定為 2節(jié)省工廠用水量，降低生產(chǎn)成本；堆，為 11.59~18.81wt%，可考慮干法制粉表 3-4 不同批次尾渣含水率（wt%）3# 4# 5# 6# 7# 15.15 13.08 18.81 16.64 16.84 1

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本文編號(hào)：2811417