铝矾土合成MgAl_(2)O_(4)-CaAl_(12)O_(19)复合材料的烧结性能和力学性能研究

MgAl_(2)O_(4)-CaAl_(12)O_(19)复合材料因具有优异的性能,被应用于一些特殊的高温行业中,并引起了人们的广泛关注。研究选取原矿粉铝矾土、白云石和菱镁矿为原料,采用固相烧结工艺在1100℃~1500℃保温2 h后,获得了MgAl_(2)O_(4)-CaAl_(12)O_(19)复合陶瓷材料,研究了铝矾土的含量和烧成温度对其物相组成、微观结构和力学性能的影响。研究发现:经1500℃烧结2 h后的试样烧结性能较好,铝矾土用量最大为90.3 wt.%,此时试样的致密性能最佳,其体积密度为2.68 g·cm^(-3),显气孔率为11%。在经1500℃烧结得到的试样力学性能最优,当MgAl_(2)O_(4)和CaAl_(12)O_(19)的质量比达到1.82时,试样的抗折强度最大为113.63 MPa。

单粒级煅烧铝矾土集料高抗滑表层性能评价

试验选取煅烧铝矾土集料不同的撒布量(10,12,14 kg/m^(2)),胶结剂采用环氧树脂,且以沥青混合料与混凝土作为不同的基体,制备了1.18~2.36、2.36~4.75与4.75~9.5 mm三种单粒级的高抗滑表层试件.采用传统铺砂法取了不同基体表面高抗滑表层的构造深度、摆值、平均构造深度(MPD)与均方根高度(Rq)等指标,并得到各指标的三维分布图.同时,通过建立模型探究了高抗滑表层构造深度等指标间的相关性.结果表明:煅烧铝矾土集料路用性能显著优于普通集料.当环氧树脂用量为1.5 L/m^(3),煅烧铝矾土集料粒径选择为2.36~4.75 mm,且撒布量为12 kg/m^(2)时,单粒级高抗滑表层具有优异的抗滑性能.同时,高抗滑表层各评价指标之间具有良好的相关性.

煅烧铝矾土含量对陶瓷薄板坯体膨胀系数的影响

陶瓷材料在现代工业、建筑等领域有着广泛的应用,而在陶瓷制造过程中铝矾土作为重要的原材料之一,其含量的变化会影响到产品的性能。笔者旨在研究不同铝矾土含量对陶瓷薄板坯体膨胀系数的影响,并探讨其原因。通过实验研究,为掌握铝矾土在陶瓷制造中的应用特性提供参考,为瓷器生产厂家提供制定生产工艺和控制膨胀系数的依据。研究结果表明,煅烧铝矾土含量与陶瓷薄板坯体膨胀系数呈反比关系,对于陶瓷制造过程中的质量控制和产品性能改进具有重要意义。生产部门可以通过控制铝矾土的含量,调整陶瓷薄板坯体的膨胀系数,从而满足不同应用场景的需求。

铝矾土和白云石制备高孔隙率多孔陶瓷膜

以铝矾土和白云石为原材料,采用原位烧结来制备多孔陶瓷膜。系统研究了烧结温度与不同含量的白云石对陶瓷膜的相组成、孔隙率、收缩率、孔径分布、微观形貌和气体通量的影响。结果表明,添加白云石的陶瓷膜主要晶相是刚玉、钙长石和尖晶石。白云石的添加,抑制了铝矾土的致密化,提高了陶瓷膜的孔隙率和孔径,从而提高其气体通量,并且白云石含量越高,由温度升高所引起的孔隙率下降幅度和收缩率上升幅度越小。

利用二级铝矾土制备高强度陶粒支撑剂研究

以二级铝矾土为主要原料,白云石、长石、铁矿石和软锰矿等为助烧结剂,研制高强度石油压裂支撑剂陶粒,用XRD和SEM分析样品的相组成和微观结构,主要研究了助烧结剂组成和坯料细度对样品组成、结构及性能的影响,研究结果表明:采用偏酸性的“铁矿石-软锰矿”复合助烧结剂,细度D50=3.673μm,能够明显促进二次莫来石反应的进行,陶粒在1390℃保温30 min完全烧结,快速冷却,能够得到符合SY/T5108-2014标准69 MPa级性能要求的陶粒产品。

添加高岭石对铝矾土尾矿高温物相转变规律的影响

本研究以河南省焦作市出产的铝矾土尾矿为主要原料,以高岭石为物相调控剂,通过高温煅烧制备刚玉-莫来石复相材料,采用XRD和SEM研究煅烧温度和高岭石添加量对其物相组成和显微形貌的影响规律,采用热力学计算进一步探讨了铝矾土尾矿在高温下物相转变的机制。结果表明,铝矾土尾矿在1000°C以上的温度热处理后,物相转变产物为莫来石、刚玉和石英;添加高岭石可促进铝矾土尾矿向莫来石转变,在1100°C以上的温度热处理后的产物物相以莫来石和刚玉为主,可望作为刚玉-莫来石复相原料被应用于耐高温材料领域。

我国铝矾土尾矿资源化利用研究进展

为解决铝矾土矿资源开发必须面对的潜在环境和安全问题,在简介了我国铝矾土资源概况、铝矾土尾矿主要来源及特性的基础上,着重介绍了制备多孔陶瓷和高性能陶瓷、提取有价金属、制备透水砖及水泥和水泥混合材等建材化利用、制备聚合氯化铝净水剂和重金属离子吸附剂等污水处理、制备吸水材料、制备PVC塑料填料等方面的资源化利用研发情况,同时指出这些利用途径也是铝矾土尾矿资源化利用的主要方向,且具有广阔的前景,并建议在进行资源化利用时遵循高值化、零排放、就近利用等原则,最后指出了铝矾土尾矿资源化利用的重要现实意义。

煤矸石及低品级铝矾土制备烧结莫来石可行性研究

通过选取阳泉地区氧化铝含量较高、杂质含量较少的煤矸石和低品级铝矾土,优化烧结温度和保温时间,利用XRD全谱拟合对物相进行定量分析,采用标准方法检测烧结样品玻璃相含量,获得相对准确的物相定量结果,确定最佳保温时间和烧结温度,为煤矸石和低品级铝矾土的有效利用打下基础,有利于提高固废资源化再利用效率,提升资源化循环经济效益,促进绿色发展。

我国铝矾土资源利用现状及发展建议

铝矾土又称矾土或铝土矿,指工业上能利用的、以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称,是不可再生资源。铝矾土主要应用于生产金属铝、耐火材料、研磨材料、化学制品及生产高铝水泥。

水基铝矾土消失模涂料工艺性能及易剥离性的研究

对水基铝矾土消失模涂料的工艺性能及剥离性进行了研究。铝矾土涂料烘干后在模样转角处易产生裂纹,浇注钢液后粘涂料,涂层不易剥离。在涂料配方中,只要加入1%的纸浆,就能有效地消除裂纹,获得较好的涂料涂挂性和涂层强度。当纸浆加入量超过1.5%,涂料在涂挂时易于流淌,涂层不均匀;加入促进烧结的Fe2O3,能改善浇注后涂层的剥离性,其加入量在4%～6%范围内,涂层剥离性好,铸件表面光滑。当Fe2O3含量≥8%时,铸件表面粘附一层粉料,且有粘砂现象。

壳聚糖/铝矾土复合絮凝剂处理染色废水的研究

利用壳聚糖/铝矾土复合絮凝剂对活性艳红X3B和还原大红R模拟废水进行絮凝脱色处理。考察了复合絮凝剂用量、pH值、搅拌速率、搅拌时间等因素对脱色率的影响。实验结果表明,复合絮凝剂的脱色效果明显优于单独使用壳聚糖或铝矾土。在染料质量浓度为100 mg/L,pH值为5的条件下,用量为1.25 g/L时,3种质量比的复合絮凝剂对活性艳红X3B的脱色率分别达到75%、90%和97%以上;而在用量为0.5 g/L时,3种质量比的复合絮凝剂对还原大红R的脱色率均可达到100%。同时铝矾土具有很好的可重复利用性,重复使用3次的铝矾土复合絮凝剂对活性艳红X3B的脱色率仍高于94%。

高铝矾土和煤矸石合成矾土基莫来石料的研究

按照莫来石料的化学组成要求,以高铝矾土和煤矸石为基料,需要时加入少量的活性Al2O3微调成分,配成多组混合料,将混合料分别经磨细、过滤、烘干、成型、干燥、煅烧工艺后,测定合成料的性能。结果表明:采用此工艺方法可制备出莫来石料,加与不加烧结助剂试样的烧结温度分别为1600℃和1700℃,莫来石料的显气孔率分别为1.0%和2.5%以下,体积密度分别为2.75g.cm-3和2.87g.cm-3以上,并具有较高的荷重软化温度,分别为1590℃和1600℃。

高铝矾土制备莫来石加热过程的相变研究

以高铝矾土为原料,采用差热(DTA)-热重(TG)和高温X射线衍射(HXRD)动态在线研究高铝矾土合成矾土基莫来石过程中的相变化。结果表明,加热过程变化分为3个阶段:脱水阶段(400～900℃),包括水铝石脱水(400～580℃)、高岭石脱水(400～700℃)和叶蜡石脱水(700～900℃);一次莫来石阶段(980～1200℃),包括偏高岭石(>980℃)和偏叶蜡石(>1080℃)形成一次莫来石;二次莫来石阶段(>1200℃),即Al_2O_3与SiO_2反应生成莫来石阶段。

铝矾土、石膏复合掺对灌浆材料凝结时间的影响

灌浆材料是一种具有广泛应用领域的工程材料,为了满足抢修、抢建的快速施工需求,需要大幅度缩短凝结时间;利用铝矾土和石膏在水泥浆体中能够快速生成钙矾石的特点达到提高凝结速度的目的。通过调整铝矾土和石膏的细度、掺量,研究灌浆材料凝结时间的变化规律。结果表明:水胶比是影响凝结时间和流动度的关键因素;在满足灌浆施工流动度前提下,铝矾土和石膏SO3/Al2O3物质的量比为3,总掺量(粒径0.08 mm)在10～15%时,灌浆材料的初凝时间能够控制在0.5～1 h,终凝时间在1～2 h范围,而且它们的膨胀率一个月以后稳定在0.2%以内。

高铁铝矾土制备聚合氯化铝铁及其在污水处理中的应用研究

利用含铁的低品位铝矾土为主要原料,添加适量铝酸钙粉,制备出絮凝剂聚合氯化铝铁。制备方法为酸溶两步法。对影响聚合铝铁制备的因素,如盐酸浓度、盐酸用量、温度和铝酸钙粉用量等进行了系统研究,得到了制备聚合铝铁的优化条件,同时将该絮凝剂用于实际工业污水的处理。研究结果表明:制备的絮凝剂絮凝效果明显优于一些传统的絮凝剂;不仅具有去浊性能好、沉降快的优点,而且具有原料易得,制备成本低的优势。

铝矾土空心陶粒支撑剂的制备及性能研究

以尿素为成孔模板,MnO_2为烧结助剂,铝矾土粉为球壳包覆材料,采用模板法制备了空心内半径可控的铝矾土空心陶粒支撑剂。运用X射线荧光分析,热分析、XRD和SEM等技术对铝矾土原料粉预处理前后矿物相组成和化学成分及支撑剂产品微观形貌的变化进行了比较分析,探究了原料预处理对支撑剂结构和性能的影响,并对其影响机理进行了分析。结果表明:原料粉体经预处理后可提高支撑剂的强度。在1440℃烧结后的主要物相为莫来石相和刚玉相。利用预处理后的铝矾土粉体制备出的空心支撑剂的体积密度为1.35 g·cm^(-3),视密度2.47 g·cm^(-3),25 MPa闭合压力破碎率为5.21%,单粒抗压平均值为58 N,试样质量稳定,制备过程较易控制。

不同品级铝矾土均化烧结性能及微观结构的研究

利用TG-DSC-DTG对不同品级铝矾土进行热分析,研究不同品级铝矾土在不同温度下的均化烧结情况,利用XRD、SEM对均化矾土熟料的物相组成和微观结构进行研究。结果表明:Al2O3含量为89%(S级)、84%(I级)和74%(IIA级)的铝矾土,其最佳均化烧结温度分别为1580℃、1600℃和1650℃,各级均化矾土熟料在最佳烧结状态下的晶体结构和生长形态为:S级、I级均化矾土熟料主要为发育良好的刚玉晶粒,大部分呈长柱状,少量呈等轴状,晶粒间结合紧密,杂质均匀分布在晶界的玻璃相中;IIA级均化矾土熟料中刚玉相与莫来石相共存,晶粒发育良好,莫来石晶体为长柱状。

利用粉煤灰与铝矾土合成莫来石的研究

用粉煤灰直接制备M45莫来石以及与铝矾土混合合成M60莫来石,可大大降低莫来石的合成成本。采用综合热分析仪(TG-DSC)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品进行表征。结果表明:经800℃煅烧2 h并经除铁处理的粉煤灰可直接作为低牌号莫来石(M45)使用;用预处理的粉煤灰和铝矾土混合制备高牌号莫来石(M60)适宜的烧结温度为1 000℃;合成的莫来石的主要组分符合中国烧结莫来石标准(YB/T 5267—2005)。

熟铝矾土在超薄瓷质砖中的应用研究

以普通瓷质砖坯料配方为基础配方,引入熟铝矾土研制符合超薄瓷质砖性能要求的高强坯料配方。利用XRD、SEM等测试手段,对熟铝矾土提高瓷坯抗弯强度的机理和生产工艺进行了研究。结果表明:由熟铝矾土引入的高弹性模量的刚玉晶相是提高瓷坯抗弯强度的主要因素。适当的高温保温时间能够提高瓷坯的致密度,从而提高其抗弯强度;过长的保温时间使瓷坯中的液相量增加相应降低了晶相量,抗弯强度也相应降低。引入18%的熟铝矾土,可在1195～1205℃保温10～15min烧成制度下,获得抗弯强度大于70MPa、吸水率小于0.5%的高强度瓷坯。

铝矾土-伊利石-高岭土体系陶瓷材料制备工艺的研究

以生铝矾土、高岭土和伊利石为主要原料,采用传统陶瓷工艺方法,制备了铝矾土-伊利石-高岭土体系陶瓷材料。以Al2O3质量分数在60～65%范围的坯料为研究对象,研究了原料配比和坯料细度等因素与试样的烧成温度及抗弯强度的关系。利用XRD、SEM等分析手段对材料的物相组成和显微结构进行了表征。结果表明:铝矾土-伊利石-高岭土体系陶瓷材料,在1320～1360℃烧结范围内能够制备抗弯强度110～140MPa的高强度陶瓷材料;提高铝矾土的含量和原料的细度均有利于强度的提高;添加适量的滑石有助于强度的提高以及烧结温度的降低;在原料配比相同的条件下,烧结范围下限附近烧成的试样强度较高。