低硅铁尾矿制微晶玻璃的试验研究.pdf

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1、第5期矿产综合利用No．52011年10月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesAug．2011低硅铁尾矿制微晶玻璃的试验研究陈晓玲(安徽理工大学化"／'3-程学院，安徽淮南232001)摘要：用铁尾矿制备微晶玻璃，目前基本停留在高硅区(SiO>70％)，针对该状况，本试验以安徽低硅铁尾矿为主要原料，采用烧结法研究微晶玻璃的制备。在分析低硅铁尾矿化学组分的基础上，选择透辉石为微晶玻璃的主晶相，设计微晶玻璃的基础配方组成。通过条件试验确定了制备低硅铁尾矿微晶玻

2、璃的较佳熔制工艺参数和基础配方，并对所制得的微晶玻璃的密度，耐酸失重率，耐碱性失重率等物化性能进行了测试，测试结果表明，以低硅铁尾矿为原料制备微晶玻璃是可行的。关键词：低硅铁尾矿；微晶玻璃；制备；烧结法中图分类号：X751文献标识码：A文章编号：1000-6532(2011)05-0041-04Al：0，，SiO：等化学成分，根据铁尾矿中的化学成分引言及含量，可以充分利用铁尾矿制备各种性能的微晶据2008年黑色冶金矿山统计年报，全国铁矿选玻璃。既可以使废弃资源获得了再利用，保护环境，矿厂人选原矿量为9

3、亿t，排出的尾矿量达6亿t，占又提高了材料的技术含量和附加值。入选矿石量的66．67％。目前，我国的尾矿综合利本试验研究以安徽低硅铁尾矿为主要原料，在用率只有7％，堆存的铁尾矿量高达50亿t，铁尾矿分析原料成分的基础上，设计基础玻璃的基本组成，的产量大而利用率低。用铁尾矿成功制备微晶玻确定低硅铁尾矿微晶玻璃的最佳工艺参数。通过加璃，目前基本上停留在高硅区(SiO：>70％)，对于低人不同种类和数量的晶核剂和引入不同数量的尾硅区的铁尾矿制备微晶玻璃基本上仍属空白。矿，采用烧结法成功研制出低硅铁尾矿微晶玻

4、璃，并微晶玻璃(Glass—Ceramics)又称为玻璃陶瓷或对试样的理化性进行了测试，测试结果表明，采用低微晶陶瓷，是通过加人晶核剂等方法，经过一定的热硅铁尾矿为主要原料制备微晶玻璃是可行的。处理条件使玻璃受控晶化而制得的一种含有大量微1试验研究晶体的多晶固体材料。微晶玻璃的结构和性能与陶瓷和玻璃均不相同，其性质取决于微晶陶瓷相的矿1．1试验原料物组成和微观结构以及玻璃的化学组成，因而它集以安徽低硅铁尾矿为试验原料，其化学组分分中了陶瓷和玻璃的特点，具有较低的热膨胀系数，较析见表1。高的机械强度，显

5、著的耐腐蚀、抗风化能力及良好的表1铁尾矿化学组成／％抗热震性能。与传统玻璃相比，其软化温度、热稳定性、化学稳定性、机械强度、硬度比较高，并具有一些特殊的性能；与陶瓷相比，它的显微结构均匀致密、无气孔、表面光洁、制品尺寸准确并能生产特大尺寸1．2试验试剂与仪器的制品。它不仅可以替代工业及建筑业的传统材试验试剂：氧化铝，氧化镁，氢氧化钠，均为分析料，而且将开辟全新的应用领域，因此微晶玻璃是一纯。种特殊材料。试验仪器：电阻炉YFX2／160一YC，模具，压力铁尾矿因含有制备微晶玻璃所需的CaO，MgO，机和

6、牛力牌制样机。收稿151期：2011-01-08；改回151期：2011-03．18作者简介：陈晓玲(1964一)，女，工程师。·42·矿产综合利用2011钽1．3试验方法表2微晶玻璃的组成范围／％采用熔制、水淬、热处理等工艺制取微晶玻璃，试验工艺流程见图1。配方尾矿石英粉Al：OCaOMgONa20+K20TiO27匹圈77图1试验工艺流程552结果及讨论462．1低硅铁尾矿微晶玻璃的组成设计2．1．1主晶相的确定的过程。常可根据熔制过程的不同实质分为五个阶铁尾矿的化学组成分析结果表明，其主要组分段

7、：硅酸盐形成阶段、玻璃形成阶段、澄清阶段、均化为CaO、A120，、SiO2和Fe：03、MgO，因此确定基础玻阶段和玻璃液冷却阶段。微晶玻璃同其他玻璃一璃属于CaO—MgO—Al2O，一SiO四元系统。在这样，要求熔制出来的玻璃液要很均匀。如果熔制出个四元系统中，可能形成的晶相主要有硅灰石、透辉来的玻璃液均匀度差，就会在后续阶段出现晶化不石和黄长石。各种矿1相2有3不4同5的物6化7性能，透辉石均匀现象而产生内应力，造成微晶玻璃炸裂。所以因具有较高的机械强度、良好的耐磨性、化学稳定性基础玻璃的熔制过

8、程对微晶玻璃的性能非常重要。和热稳定性，故选择加透加辉石如(Ca如Mg∞(S∞iO，)：)为本研2．2．1原料配制制的微晶玻璃的主晶相。按照配方表，各配方称取100克。在配料时，必甜2．1．2基础玻璃成分组成设计须保证难熔原料尾矿、石英粉、生石灰与氢氧化钠密根据所查文献资料和以往实际工作经验，本试O477777切接触，充分混合使其均匀，以改善熔制过程。验以MgO质量分数固定为10％的CaO—A1：0，一2．2．2配料熔制SiO系统相图为依据来确定基础玻璃