利用固体废弃物制备系列多孔陶瓷滤料

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要随着经济和社会的发展，污染物的种类和数量不断增加。综合利用固体废弃物，研制新型的过滤材料具有重大环保意义。本研究以烧结法赤泥、拜耳法赤泥与淤泥为主要原料，加入一些改善材料成型与烧成性能的添加剂，制备了性能优良的系列赤泥质、淤泥质多孔陶瓷滤球，实现了对多种固体废弃物的综合开发和利用。利用XRFA、XRD、TG．DTA与SEM等测试手段，分析了固体废弃物烧结法赤泥、拜耳法赤泥和淤泥的化学组成、矿物组成、高温特性以及显微形貌等。结果表明，烧结法赤泥适宜于生产低温快烧的Ca-A1．Si系统陶瓷；拜耳法赤泥适宜于生产高品质陶瓷；淤泥中仅存

2、在大量石英(Si02)晶相，将在烧成中赋予制品较高的强度与耐久性。采用SEM、XRD和EPMA等测试方法，对赤泥质多孔陶瓷滤球样品的性能和微观结构进行了分析测试。结果表明，烧结法赤泥(S)及拜耳法赤泥(B)均可以单独制备多孔陶瓷滤料，但两种赤泥联合使用可弥补单一原料的不足，获得更优的制品性能。典型配方BS5．2赤泥总添加量达50wt％(S：B--1：1．2)，于1100℃下烧成样品的显气孔率为37．58％，吸水率为20．44％，体积密度为1．84kg／m3，抗压碎强度为26．6MPa，耐酸性为89．17％，耐碱性为99．76％。在赤泥质多孔陶瓷滤球的最佳配

3、方BS5．2中添加低温成孔剂煤粉及高温成孔剂石墨对滤料进行气孔率调控，并通过SEM、XRD等测试手段测试所得样品的相关理化性能。结果表明，低温成孔剂煤粉及高温成孔剂石墨的加入都能起到气孔率调控的作用，以石墨为成孔剂的系列具有更优的制品性能。典型配方G2石墨添加量达20wt％(外加)，于1120℃下烧成样品的显气孔率为48．21％，吸水率为31．33％，体积密度为1．54kg／m3，抗压碎强度为10．50MPa，耐酸性为86．55％，耐碱性为97．87％。以东湖淤泥为主要原料制备多孔陶瓷滤料，并在淤泥系列最佳配方中添加高温成孔剂白云石与石墨进行气孔率调控，通

4、过SEM、XRD等测试手段测试所得样品的相关理化性能。结果表明，淤泥可以单独制备多孔陶瓷滤料；成孔剂石墨与白云石的加入都能起到气孔率调控的作用，使用石墨成孔剂的系列具武汉理工大学硕士学位论文有更优的制品性能。典型配方YC2石墨添加量达20wt％(外加)，于1080"C下烧成样品的显气孔率为36．97％，吸水率为20．34％，体积密度为1．82kg／m3，抗压碎强度为13．50MPa，耐酸性为96．76％，耐碱性为97．38％。对赤泥质多孔陶瓷滤球烧成反应机理探讨发现，原料中各种矿物相在烧成过程中生成液相或固相，反应生成物相主要受原料矿物组成、烧成温度、物相

5、反应活性与烧成气氛等因素影响。粘土类原料的加入使系统有生成莫来石(3A1203"2Si02)晶相的倾向；拜耳法赤泥的加入使系统有生成堇青石(2MgO·2A1203-5S102)晶相的倾向。系统的高温反应符合Mg．Ca-A1．Si系统反应规律。关键词：烧结法赤泥；拜耳法赤泥；东湖淤泥；多孔陶瓷滤球；成孔剂；组成、性能和微观结构武汉理工大学硕士学位论文AbstractThecategoriesandamountsofpollutionstuffhavecontinuouslyincreasedastheeconomyandthesocietydevelop．P

6、roducingnewfiltrationmaterialsbysolidwastesplaysasignificantroleinenvironment-protection．Thisstudyusedsinteredredmud，BayerredmudandEast-lakesedimentsaSthemainrawmaterialstoprepareexcellentseriesporousceramicfiltrationmaterialswitllsomeadditivesaddedtoimproveformingandsinteringprop

7、erties，whichhascarriedoutexploitationandutilizationofvariedsolidwastes．Thechemicalcompositions，crystalphases，high—temperaturepropertiesandmicrostructureofthesolidwastessinteredredmud，BayerredmudandEast-lakesedimentshavebeentestedbyXRFA，XRD，TG-DTAandSEM．Theresultsindicatedthatsinte

8、redredmudWassuitabletoproducelowt