本文關(guān)鍵詞：利用赤泥制備仿玄武巖纖維的研究

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【摘要】：赤泥是一種制鋁工業(yè)的污染性廢料,我國作為制鋁工業(yè)大國,大量赤泥的堆積引起各種環(huán)境污染問題,因此拓寬赤泥的利用方式、提高赤泥的利用率迫在眉睫。本課題利用赤泥所含主要組分,如SiO2,Fe2O3,Al2O3,Na2O等氧化物,通過加入原料白云石、葉臘石、石英粉、螢石、工業(yè)Al2O3制備成仿玄武巖纖維。本課題原料除赤泥外,其它均采用工業(yè)級原料,所以能夠更好地應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)。本課題制備的仿玄武巖纖維是基于鋁硅酸鹽系統(tǒng)玻璃,其主要性能是通過試樣的化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性等方面進(jìn)行研究,且各主要組分范圍均在玄武巖纖維成分范圍內(nèi)。本文首先研究析晶對赤泥制備仿玄武巖纖維的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)鐵氧化物與TiO2等成分的共同作用,會導(dǎo)致試樣析晶現(xiàn)象的出現(xiàn),且析出晶體晶相為磁鐵礦石(γ-Fe2O3),對拉制該仿玄武巖纖維會產(chǎn)生不利影響。在性能方面,隨著析晶量的減少,試樣的特征溫度值是呈現(xiàn)逐漸升高的變化,耐水性也在不斷增強(qiáng)。試樣的耐酸性呈現(xiàn)先降低后增強(qiáng)的變化,而耐堿性是逐漸降低的。在結(jié)構(gòu)方面,隨著析晶量的不斷減小,試樣整體的網(wǎng)絡(luò)聚合度不斷增大,密度也是不斷地增大。擇優(yōu)選擇該部分實(shí)驗(yàn)未析晶的試樣,為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備;其次研究鐵氧化物對該仿玄武巖纖維的影響,通過網(wǎng)絡(luò)形成體SiO2取代鐵氧化物(FeO、Fe2O3)對赤泥制備該仿玄武巖纖維的影響,試樣的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、析晶峰溫度呈現(xiàn)先減小后增大的變化,隨著引入SiO2成分量的增多,試樣的熱穩(wěn)定性也有明顯提高;鐵氧化物中Fe離子價態(tài)隨組分的變化而變化,使得試樣整體耐水性增強(qiáng),而由于鐵氧化物的特殊性使得組分耐酸性呈浮動變化的狀態(tài),耐堿性也呈現(xiàn)不規(guī)律的變化。通過主要性能的總結(jié)與比較,該部分制備的仿玄武巖纖維的綜合性能接近或優(yōu)于E-玻璃、AR-玻璃,其中SF組和AF組中綜合性能最優(yōu)組分的耐酸及耐堿性優(yōu)于國產(chǎn)玄武巖纖維,該組分的密度隨著Si/Fe比的增加而逐漸減小;通過玻璃網(wǎng)絡(luò)中間體Al2O3取代鐵氧化物(FeO、Fe2O3),試樣耐水性和耐堿性隨Al/Fe比的增加而提高,而耐酸性是逐漸降低的。在結(jié)構(gòu)上,隨著Al/Fe比的增加玻璃網(wǎng)絡(luò)的聚合度下降,使得連接玻璃網(wǎng)絡(luò)的橋氧數(shù)量減少,而試樣密度上下浮動。最后研究網(wǎng)絡(luò)中間體對制備該仿玄武巖纖維的影響,主要是通過中間體氧化物Al2O3取代堿土金屬氧化物(CaO、MgO)對該玄武巖纖維性能的影響。該部分試樣的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與析晶峰溫度隨著Al/(Ca+Mg)比增大而降低,而熔融溫度是增大的。試樣的耐水性與耐堿性是呈現(xiàn)先增大后減小的變化,而耐堿性是增大的,綜合性能最優(yōu)組分的耐酸性與耐堿性明顯優(yōu)于國產(chǎn)玄武巖纖維。在結(jié)構(gòu)上,試樣整體網(wǎng)絡(luò)聚合度的降低及平均離子半徑的減小使試樣密度逐漸減小。
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X758;TQ340.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1300607