石墨固废基电热墙材布置试验与模拟研究

随着石墨矿大规模开发及环保要求的日益提高,石墨固体废弃物的资源化利用成为研究热点。利用石墨固体废弃物制备电热板材,采用试验研究、统计分析、数值模拟等方法研究石墨电热板铺设方式对室内热环境的影响。结果表明:石墨固废基电热板材具有良好的加热效果,双面加热时选择对双宽面加热效果更好,垂直温差为2.7℃,水平温差为2.5℃;三面加热时,选择两窄一宽加热,室内温度分布更为均匀,垂直温差为2.5℃,水平温差为6.5℃;四面加热时效果最佳,垂直温差为1.8℃,水平温差不足1℃,升温速率最稳定。

多源石墨固废制备电热板材配方试验研究

为了提高石墨固废利用率,本文以石墨开采废石为细骨料,添加球形石墨尾料以及不同质量分数的废石石粉进行电热板材配方试验,探究了石墨开采废石取代量、石粉掺量对电热板材性能的影响。结果表明:在100%(质量分数)使用石墨开采废石作为细骨料时,养护28 d的水泥板材抗折强度及抗压强度分别达到11.09 MPa和50.90 MPa,虽然略低于使用标准砂的水泥板材的强度指标,但是仍可满足相关要求,说明石墨开采废石可以作为细骨料使用;在废石石粉掺量为7%(质量分数)时,电热板材的抗折强度和抗压强度最高分别达到6.21 MPa和33.00 MPa,虽然强度有所降低,但是仍可满足低强度板材的要求;在球形石墨尾料掺量为9%(质量分数)时,电热板材体积电阻率为1.94Ω·m,发热温度为71℃,具有良好的电热效果。

石墨固废基电热板材电学性能研究

在水泥砂浆体系中加入石墨可以制得性能较好的发热板材。为探究不同外加电场、不同湿度温度条件下石墨电热板材的发热、体积电阻率的关系,利用石墨固体废弃物、石墨选矿尾矿和球形石墨尾料制备电热板材,采用试验、统计分析等不同方法进行了分析。结果表明,交流电压对石墨电热板升温效果更佳,球形石墨尾料掺量达到渗流阈值(9%石墨掺量)后,电热板材的电阻率、发热性能稳定。在环境温度10~30℃、环境湿度20%~80%范围内,电阻率保持在2.5Ω·m左右,不易受环境温度湿度等因素影响,成本低廉,易于应用。

多源石墨固废制备电热建筑板材成型试验研究

为解决石墨矿山固废综合利用问题,通过质量取代法,将萝北云山石墨开采废石和球形石墨尾料替代水泥砂浆中的标准砂制备电热板材。在球形石墨尾料掺量7.41%、石粉掺量7%、开采废石完全替代标准砂的条件下,探讨了电热板材的成型方式和尺寸对其力学性能和电学性能的影响。结果表明,用振实成型方式制备的电热板材具有较高的力学强度,抗折强度为7.48 MPa,抗压强度为26.76 MPa;喷涂方式制备的电热板材具有较好的电学性能,体积电阻率为1.91Ω·m;采用振实成型方式,改变电热板材尺寸,薄板的力学强度和体积电阻率均高于厚板,抗折强度为7.48 MPa,抗压强度为35.78 MPa;最终固废使用比例达到75.6%,可为后续电热板材制作提供理论参考。

多源石墨固废制备电热建筑板材试验研究

为提高多源石墨固废的利用率和冬季供暖效率,以石墨矿开采废石为骨料,添加不同质量的球形石墨尾料进行电热建筑板材制备试验研究。考察了球形石墨尾料掺量、养护龄期及湿度对电热建筑板材电学性能及力学性能的影响,并通过通电发热试验研究了发热温度及板材稳定性。结果表明:①球形石墨尾料掺量和养护龄期对电热建筑板材的体积电阻率影响较大,球形石墨尾料掺量9%时出现渗流阈值。②养护龄期的增加有利于提高电热建筑板材的力学性能,而随着球形石墨尾料掺量的增加,力学强度先提高后降低,存在最优掺量0.8%。③球形石墨尾料掺量9%~11%时,电热建筑板材在36 V交流电压下最终发热温度71~109℃,长时间升温后电学性质稳定,可为房屋电热建筑板的冬季取暖应用提供技术指标。