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建陶廠廢料綜合利用制備多孔保溫材料研究.pdf

'建陶廠廢料綜合利用制備多孔保溫材料研究.pdf'
第38卷第5期 2O15年 9月 非金 屬 礦 Non.M etallic M ines VO1.38 NO.5 Septem ber,20 1 5 建陶廠廢料綜合利用制備多孔保溫材料研究 王 前 杜慶 洋p (1 山東理工大 學 材料科 學與工程學院,山東 淄博 姚奇恒 李成峰 劉俊成 255000;2 淄博金獅王科技陶瓷有限公司,山東 淄博 255000) 摘 要 利用建陶廠拋光磚廢渣、廢熟料和廢生料為原料,通過添加高嶺土、煤粉和發泡劑制備多孔保溫材料。研究了高嶺土和煤粉的用量、 燒成溫度對樣品氣孔 率、抗壓強度和微觀結構的影響。利用阿基米德法測量樣品的氣孔率,萬能試驗機測試樣品的抗壓強度 ,體視顯微鏡分析樣品 的微觀 結構。結果表 明:添加 20% 高嶺 土和 15% 煤粉,在 1100℃燒結可制備 氣孔率為 59.70%,抗壓強度為 4.12MPa,發 泡均 勻的多孔保溫材料 。 關鍵詞 建陶廢料;高嶺土;造孔劑;多孔保溫材料 中圖分類號 :X799.1 文獻標識]Lq:A 文章編號 :1000-8098(2015)05-0031-04 Study on Preparation of Porous Thermal Insulation M aterials by Comprehensive Utilization of Tile Industry W aste Wang Qian Du Qingyang?!?Yao Qiheng2 Li Chengfeng2 Liu Juncheng (1 School of Materials Science and Engineering,Shandong University of Technology,Zibo,Shandong 255000;2 Zibo Gold Lion King Tedmological CeramicsLimitedCompany,Zibo,Shandong 255000) Abstract The porous therm al insulation m aterials was prepared using tile ceram ic waste,kaolin,pulverized coal and blowing agent as raw materials in the thesis.Th e influence of addition amount of kaolin,pulverized coal an d sintering temperature on porosity,compressive stren gth an d microstructure of sample were studied.Th e porosity of sam ple was measured by archimedes law.The compressive strength was tested using un iversal testing machine an d th e microstructure was observed with the stereo microscope.Th e experimental results showed that th e porous therm al insulation materials with porosity of59.70%,compressive strength of4.12 M Pa and un iformity ofbubbles was prepared when the addition am oun t ofkaolin an d pulverized coal Was 20% an d 15% .an d the sintering temperature was 1100℃ . Key words tile industry waste;kaolin;pore-forming agent;porous thermal insulation materials 目前 ,我國建陶工業廢料廢渣的處理與利用程度 比較低 ,致使大量廢渣擠 占耕地,污染土壤、水質、大 氣,對生態環境造成嚴重危害 【1】。建陶工業固體廢棄 物主要包括生產過程中產生的廢料、廢泥、廢坯、廢渣、 沉渣和粉塵等,有瓷磚拋光廢渣、廢熟料和廢生料三大 類。據統計,每生產 1 m2拋光磚產生的拋光廢渣約達 1.95 l(g,年產 100萬 m2拋光磚生產線 的建 陶廠,每年 產生約 2000 t的拋光廢渣,全 國建陶廢料的年產量估 計在 1000萬 t以上 [2]。目前,國內外對于建陶工業固 體廢物資源化利用主要包括 :(1)作為坯料在陶瓷工業 中循環利用 [3 ;(2)用于生產透水磚 ;(3)生產水泥及 混凝土材料 睜q;(4)生產多孔陶瓷材料 捌;(5)制備陶 瓷濾料 q;(6)制備輕質建筑材料 [II-12]~本實驗主要 探討綜合利用建陶廠拋光磚廢渣、廢熟料和廢生料,通 過添加高嶺土、煤粉和發泡劑制備多孔保溫材料,研究 高嶺土和煤粉的用量、燒成溫度對樣 品氣孔率、抗壓強 度和微觀結構的影響。 收稿 日期 :2015.07.18 基金項目:淄博市創新發展重點項目 (2014CX03B088)。 通訊 作者 ,E-mail:[email protected].edu.cn。 . 31. 1 實驗部分 1.1 原料 瓷磚拋光廢渣、廢熟料和廢生料均 由淄博 金獅王科技陶瓷有限公司提供,其 中拋光廢渣是拋光 磚生產線表面拋光產生的廢渣 ,其 D50為 13.28 pm, x射線 熒光 分析 (XRF)其化學成 分 ㈣ 為 :si02, 66.8;Al2O3,19.5;K20 ,1.43;Na20 ,2.98;Fe2O3,0.69; CaO,1.46;ZiO2,0.36;MgO,5.71;SiC,1.09。拋光廢 渣 在 980℃呈熔融態 ;廢熟料為工廠生產的不合格瓷磚, 經再次粉碎 ,過 74 gm篩后使 用;廢 生料為工廠 生產 過程中產生的廢棄原料,該原料受到污染不能用于常 規瓷磚 生產 ,使用時不用處理。除了這些建陶廠廢料 外,加入高嶺土調節坯料 的可塑性,提高材料的力學 性能 ;煤粉作為造孔劑,市售煤粉經粉碎后 ,過 74 gm 篩后使用;自制發泡劑:0.38mm碳酸氫鈉。 1.2 設 備 QM一1SP2型行 星式球磨機 ,101型 電熱 鼓風干燥箱,769YP一24B型粉末壓片機 ,SGM015/14A 型高溫燒結爐。 1.3 材料的制備與表征 材料制備方法見圖 1,原料 配方見表 1。將原料按照表 1配方稱取,加入適量水, 置于聚氨酯球磨罐中混勻,干燥后,在 10 MPa壓力下
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