商洛井边沟铁尾矿渣制备微晶玻璃的试验研究.pdf

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1、第1期矿产综合利用No．12016年2月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesFeb．2016商洛井边沟铁尾矿渣制备微晶玻璃的试验研究李春，韩茜，董菁，周春生，杨超普，赵威，(1．商洛学院，陕西省尾矿综合利用重点实验室，陕西商洛726000；2．商洛学院，化学工程与现代材料学院，陕西商洛726000)摘要：以商洛铁尾矿为主要原料，采用熔融法和烧结法制备微晶玻璃，研究了烧结温度对微晶玻璃的物相组成、密度、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明，随着烧结温度的升高，烧结产品的密度和

2、力学性能均呈现出先增大后减小的变化趋势，而耐酸腐蚀性呈先减小后增大的变化趋势。当烧结温度为1150~C，烧结时间为I．5h时，其密度为2．817#cm，莫氏硬度为5．75，抗压强度135．75MPa，耐酸失重率0．o6％，耐碱失重率0．27％。关键词：铁尾矿渣；微品玻璃；烧结温度；烧结法doi：10．3969／j．issn．1000-6532．2016．01．019中图分类号：TG383；TQ171．1文献标志码：A文章编号：1000—6532(2016)01—0083—03我国每年产生的铁尾矿有数亿吨，不仅修建尾1试

3、验矿库要占用大量的土地和耗费大量的人力、财力和物力，而且污染环境，给人民的生命财产带来巨大的1．1试验原材料威胁⋯。商洛市的尾矿贮量巨大，占全省的1／3，全本试验采用商洛柞水井边沟地区的铁尾矿为原国的1％。张景书分析了现阶段商洛市尾矿资源料，其化学成分见表1。综合利用存在的问题，并根据商洛实际情况，结合国表1铁尾矿的化学成：if／％内外尾矿综合利用经验，提出了一些对策和建议。Table1Thechemicalcompositionofirontailings微晶玻璃具有陶瓷和玻璃的双重优点，具有耐蚀、耐磨和抗氧化性能好

4、，机械强度高等优点，因此被广泛应用于化工、电子、航天等领域J。国内外学者对使用尾矿制备微晶玻璃展开了大量的研究。宋杰等人研究结果认为，当铁尾矿比例为50％1．2试验方法时，微晶玻璃具有良好的整体析晶能力，同时其力学将铁尾矿放人刚玉坩埚中，而后置人CD一1700X性能和化学稳定性较好。史培阳【等研究了CaO-型马弗炉中，由室温升至1500cI=并保温4．5h，使得MgO．A1：03-SiO：系微晶玻璃析晶性能和相组成的影铁尾矿全部熔化。将熔化的铁尾矿迅速从炉中取响，得出铁尾矿微晶玻璃起始析晶温度为1179，出，并直接水淬

5、，获得基础玻璃相。然后对所获得的析晶峰温度为I241℃。雷岩【6等采用熔融法制备基础玻璃相进行球磨，并对粉末进行筛分。用粉末了以堇青石为晶相的微晶玻璃，并确定了微晶玻璃成形机进行成形，并将成形后的样品加工成10mm~的较佳热处理制度。刘红玉7等采用简易的烧结10mmx25mm的样品，然后对样品进行烧结处理。法制备高炉渣微晶玻璃建材，研究了烧结温度对玻文献[5认为，铁尾矿微晶玻璃的起始析晶温度为璃建材物理性能、相组成、微观结构及耐腐蚀性能的1l79a【=，析晶峰温度为1241℃，因此将烧结温度设影响。本文利用商洛地区的铁

6、尾矿制备微晶玻璃，定为1050a【=、1100℃、1150℃和1200oC。在升温过并对其性能进行分析，为商洛地区铁尾矿的综合利程中，室温～500℃升温速率为10℃／min，500—用提供技术支持。1000a【=升温速率为5~C／min，保温时间定为1．5h，收稿日期：2015—08—25；改回日期：2015-09—10基金项目：陕西省科技统筹创新工程计划(地方重大专项)(2012KTDZ02—02—01)；陕西省尾矿资源综合利用重点实验室开放基金资助项目(2014SKY—WK013)；商洛市科技局计划项目(SK一20

7、13—7)；商洛学院科研项自(14SKY-FWDF003)’作者简介：李春(1986一)，男，讲师，主要从事尾矿资源综合利用方面的研究工作。·84·矿产综合利用2016年然后使样品随炉冷却，观察样品烧结情况。采用阿～1150~C温度范围内析出晶相的量逐渐多，样品的基米德排水法测定样品的密度，用硬度计和万能试硬度和抗压强度也随之增大。当温度高于1150℃，验机分别测定样品的硬度和抗压强度，用1％的H由于该温度超出了析晶量最大温度，在高温区部分SO溶液和1％的NaOH溶液对样品浸泡24h后，测已析出的晶相又会重新融为玻璃相

8、，晶相的比例相其耐酸碱失重率。对降低，同时将会在样品中形成气孔，致使微晶玻璃的力学性能下降。2试验结果6-[aJ2．1烧结温度对密度的影响5以蒸馏水为介质，采用阿基米德排水法测定微4晶玻璃试样的体积，用电子天平测量试样的质量。3通过计算可得出不同烧结温度下试样密度(见图}凸l《21)。从图1中可以看出，随着烧结温度的升高，试1样的