添粉煤灰基燒結(jié)及特性

））：：以回收的粉煤灰和鋁土礦添加MgO為原料低溫?zé)Y(jié)陶1450?C1450?C以上出現(xiàn)大量的交聯(lián)細(xì)長(zhǎng)狀的晶體，從而提高了致密度度與機(jī)械強(qiáng)度。由于在以上有高膨脹的剛玉和尖晶石MgAl2O4形成，其線(xiàn)性膨脹系數(shù)略微增加。一種原煤在火電廠(chǎng)和工廠(chǎng)燃燒的副產(chǎn)品。它呈現(xiàn)了許多國(guó)家嚴(yán)重的和環(huán)境污染問(wèn) 好卓越的高溫強(qiáng)度出色的抗熱震性和在惡劣的化學(xué)環(huán)境下表現(xiàn)出良好的化學(xué)穩(wěn)定性/膜的散熱材料和環(huán)境阻隔涂層，3：2的有一個(gè)高度穩(wěn)定的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，它可以來(lái)生產(chǎn)的，因?yàn)樗幕钚远趸韬脱趸X[6。最近，一些研究者已經(jīng)α—氧化鋁的廢棄物中[7–10]。在我們以前的工作中[11]，一3：2的從伴生有以原始鋁土礦作為氧化鋁來(lái)源的粉煤灰中被合成。發(fā)的，在膨脹之前實(shí)施致密化是必要的。對(duì)于純凈的，燒結(jié)助劑的使用是降低燒結(jié)溫度相當(dāng)重要的策略。一些氧化物[12–14]。氧化鎂已經(jīng)作為一種有效地輔助劑用來(lái)降低行業(yè)[12,15,16]和燃燒加工 。MgO含量對(duì)燒結(jié)特性，力學(xué)性能和熱學(xué)性粉煤灰（2號(hào)火力發(fā)電站）和天然鋁土礦粉末（中國(guó)陽(yáng)泉市）被作為主要的初始原料來(lái)礦物基的[11]。堿式碳酸鎂（AR；(MgCO3)4·Mg(OH)2·5H2O；國(guó)藥化學(xué)試劑）被作為燒結(jié)添加劑的鎂源。以3：2的組成（粉煤45.87：100）為基礎(chǔ)的粉煤灰和鋁土礦的混合物，在一個(gè)聚乙1.76μm，1.13μm，1.52μm1.00~4.00μm上。2個(gè)小時(shí)。然120?C被完全干燥。之后，混合物被稍微打碎來(lái)打破塊狀，并與粘1750（5.00wt.%）160MPa。矩形棒（50mm×6mm×3~4mm）和圓柱形顆粒（25mm2~3mm）120?C充分干燥后，1300~1500?C50?C2450?C的升溫速率1?C·min-1，450?C650?C2?C·min-1，650?C到最終燒成溫度的升溫3?C·min-1450?C650?C分別進(jìn)行一個(gè)小時(shí)的停留以消除天然鋁土礦中的粉煤灰，鋁土礦和它們的混合物的粒度分布被以PEG-10000（聚乙二醇；分子量；10000gmol-1）為分散劑，用激光粒度分析儀（Rise-2006型分析儀，中國(guó)濟(jì)南潤(rùn)之科技國(guó)NetzschDIL402C熱膨脹儀26?C1550?C3?C·min-1的速度升溫。式計(jì)算的（ISO96931999）。h—樣品高度（m）使用FE-SEM（電子產(chǎn)品，場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡JSM-6700F型）觀(guān)察燒結(jié)體的斷裂MgO4wt.%EDS微區(qū)分析（INCA300型X射線(xiàn)能譜儀。用同一水平熱膨脹儀在超過(guò)25—1000?C的溫度范圍時(shí)以10?C/min的速度升溫來(lái)測(cè)定（TEC10~4wt.%的燒結(jié)特性。不含氧化鎂（ⅰ）977~1318?C（ⅱ1318~1495?C（ⅲ（1495~1550?C由于氧化鎂的存在（2wt.%4wt.%，燒結(jié)活性得到明顯的改善。一方面，氧化鎂的存在導(dǎo)致了在較高溫度范圍內(nèi)更高的收縮，尤其是在第三階段(圖1a)?；旧希?~4wt.%范圍內(nèi)增加而變大。氧化相比，氧化鎂含量為2wt.%的摻雜樣品的自我膨脹階段的溫度范圍要狹窄得多，而且轉(zhuǎn)移到溫度更低的區(qū)域，這表明了致密度得到了提升。這種變化對(duì)MgO4wt.%的更加明顯（自我膨脹階段：1290~1347?C。MgO2wt.%4wt.%的自我膨脹階（1318?C4wt.%1495?C，1405?C1347?C。另一方面，在第一次收縮和第三次在收縮階段，含有氧化鎂的樣品（2wt.%4wt.%）比不含氧化鎂的樣品（dL/dt（1b2MgO（b1500?C1550?C，樣品相比之下，含有氧化鎂的樣品在較高的溫度下表現(xiàn)出輕微的擴(kuò)張（MgO在wt.%1400?C時(shí)，隨著氧化鎂含量的增加，線(xiàn)性收縮率和容重增加，這表明氧化鎂的存在對(duì)致密化有正面影響。然而，當(dāng)MgO4wt.%1550?C圖1（a）線(xiàn)性收縮率（dL/L0）和（b）以粉煤灰為基礎(chǔ)的 縮率dL/dt。圖圖3MgO（3a）1450?C3b隨著溫度的升高，孔隙率迅速下降，MgO含量也增加，這是由于因形成的含有鎂和富含硅的三元液相（MgO–Al2O3–SiO2）的量的增加所致而發(fā)生的顯著的致密化。在較低1500?C2wt.%1.490.75%4wt.%1.14±0.20%。因此，在降低溫度時(shí)，加入堿式碳酸鎂可以有3b0wt.%2.0wt.%1450?C燒結(jié)兩小時(shí)的樣品形成[20]。而且，隨著更進(jìn)一步的點(diǎn)火，脫水一水硬鋁石(AlO(OH))（Al2O3·2SiO2·2H2O）和隨后粉煤灰中殘?zhí)嫉娜紵龑?dǎo)致了新的毛孔的形成[11,20,21]。另一 這導(dǎo)致了孔隙消除過(guò)程變緩。因此，根據(jù)在泡點(diǎn)測(cè)試中的Hagen–Posieuille方程[22]，盡從2.0wt.%到4.0wt.%時(shí)，發(fā)現(xiàn)平均孔徑略有下降，這表明了低粘度的液相滲透到形成3（a）以粉煤灰為基礎(chǔ)含有不同氧化鎂的在不同溫度下燒結(jié)的開(kāi)孔率和（b）以粉煤灰為基礎(chǔ)含有不同氧化鎂的1450?C燒結(jié)的孔徑尺寸分布。上述結(jié)果相互支持，充分表明氧化鎂促進(jìn)了粉煤灰灰化的能促進(jìn)了擴(kuò)散[23]。根據(jù)MgO—Al2O3—SiO2三元相圖，由于附加的氧化鎂的存在，在一個(gè)低的包晶溫度（1578?C）對(duì)剛玉——尖晶石的相場(chǎng)組成預(yù)期會(huì)形成低的液相[24]。此外，預(yù)先存在的，如堿金屬氧化物（甚至低氧化鈉或者氧化鉀水平，原料中的堿土金屬氧化物進(jìn)一步降低了這個(gè)包晶溫度和促進(jìn)形成了顯著水平的低液，圖4顯示了在選定的溫度以粉煤灰為基礎(chǔ)的 壓強(qiáng)為19.0MPa到氧化鎂含量為1–4%，壓強(qiáng)為23.0–24.0MPa時(shí)，抗彎強(qiáng)度值則略有變大在1450?C可以發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度明顯增加而且氧化鎂含量也增（尤其是從0到2wt.%0，1，24wt.%27.16±2.26,34.7140.281.4442.74±1.28MPa1500?C可以觀(guān)察到在強(qiáng)度和氧化鎂含量之間類(lèi)似的 52wt.%52wt.%1300~1500?CHF5HF腐蝕之前在觀(guān)察到的裂縫表面被提出。在用高嶺土和鎂粉合成多孔莫來(lái)石的過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了粗大的毛孔[26]1300?C很難檢測(cè)到任何晶體（5b1400?C晶體成長(zhǎng)起來(lái)，而且嵌在非晶相中（5d1500?C，這些細(xì)長(zhǎng)的晶體度降低了液相富硅的粘度，激發(fā)更快的擴(kuò)散和反應(yīng)形成各向異性的晶體。圖6演示了在HF腐蝕前后不同氧化鎂含量的 在1450?C燒結(jié)的SEM顯微照e，（比如1wt.%。從圖6a中可以看出，在氧化鎂含量為0wt.%時(shí)，一個(gè)多孔微結(jié)構(gòu)形成了。氧化鎂含量為1wt.%時(shí)，樣品較密集，包含了小數(shù)量的毛孔（圖6c。氧化鎂含量為4wt.%時(shí)，一個(gè)更加密集的顯微結(jié)構(gòu)形成了。此外， 取決于氧化鎂的含量。氧化鎂含量為0wt.%時(shí)，觀(guān)察到有非常精細(xì)的 氧化鎂含量的增加（圖6b，d和f，更加細(xì)長(zhǎng)的具有常規(guī)分界面的 鎖微觀(guān)結(jié)構(gòu)，尤其當(dāng)氧化鎂為4wt.%時(shí)。添加了氧化鎂和高能量但是表面 的組態(tài)而使得邊界與{110}晶面平行[27]。由于液相中生長(zhǎng)不足的地點(diǎn)，大的 4wt.%的氧化鎂的晶體被EDS分析（1）.對(duì)于不含氧化鎂的樣品，Mg，Al和Si0.53wt.%，79.89wt.%19.58wt.%。在某些位置，檢測(cè)到含量極高的鋁，鋁和硅之比大約為4.08（3Al2O3·2SiO2）2.88。這是因?yàn)樵雍送ㄟ^(guò)液相過(guò)快的增長(zhǎng)造成了晶體內(nèi)的鋁土礦衍生的氧化鋁被包圍住。這和另一個(gè)結(jié)果類(lèi)似[28]。氧化鎂含wt.%相比，它們?cè)阪V含量上略微富裕點(diǎn)，而且可以得出結(jié)論，氧化鎂鎂進(jìn)入的晶格里圖5在15vol%HF溶液酸蝕20min之前和之后，氧化鎂含量為2wt.%的以礦物為基礎(chǔ)的樣（a1300?C（b1300?C（c）（d）1400?C（e）1500?C（f）1500?C圖圖 在15vol%HF溶液酸蝕20min之前和之后，不同氧化鎂含量的以粉煤灰為基礎(chǔ)在1450?C燒結(jié)兩小時(shí)的SEM顯 （a）0（b）0（c）1存在和高溫都產(chǎn)生高的密度；（2）大的緊湊型互鎖棒狀晶體的微觀(guān)結(jié)構(gòu)是氧化鎂存在的結(jié)果。經(jīng)歷了晶界斷裂，斷裂面積增加，裂縫吸收了的能量。作為結(jié)果，可以觀(guān)察到聯(lián)鎖細(xì)長(zhǎng)的圖7顯示了 在1300~1500?C燒結(jié)后的線(xiàn)性熱膨脹系數(shù)（LTEC）與不同氧化1300?C1400?C1450?C氧化鎂的存在稍微增加了LTEC。X圖8顯示了 樣品與含量0~4wt.%的氧化鎂在1300~1500?C燒結(jié)的XRD圖譜。8a， [29,30]。在1450?C以上， 是唯一的結(jié)晶相。氧化鎂含量為1wt.%時(shí)（圖8b，在 ，α—氧化鋁和α—堇青石。在1400?C，α—堇青石 晶體和鎂豐富的液相。剛玉相在1300?C和1400?C出現(xiàn)，然后因?yàn)榛磻?yīng)，在1400?C以上 了。在1400~1500?C以上， 氧化鎂含量為2wt.%時(shí)（圖8c， ，α—氧化鋁和α—堇青石在1300?C和1350?C出現(xiàn)，然后在1400?C 了。從1300?C到1350?C，剛玉相的峰值強(qiáng)度逐漸減小因?yàn)樗?化而溶解了，但是在1400?C稍微增加而且140~1500?C仍被檢測(cè)到。根據(jù)MgO–Al2O3–SiO2相圖，由于氧化鎂的存在，與3：2 氧化硅和較低的氧化鋁的液相，這導(dǎo)致了在非均衡條件下冷卻的過(guò)程中形成了α—氧化1300?C1350?C1400?C1500?C1500?C，作為主要階段，剛玉和被檢測(cè)到而尖晶石MgAl2O4作為次要階段。從MgO–Al2O3–SiO2相圖作為含有鎂鋁的硅酸鹽液體脫?；慕Y(jié)果，尖晶石MgAl2O4晶體形成了[15]。在包晶轉(zhuǎn)換點(diǎn)之上，，α—氧化鋁和液相被期望形成。在包晶轉(zhuǎn)換點(diǎn)之下，，尖晶石和液體應(yīng)該存在。因此，在冷卻時(shí)，非平衡態(tài)的，α—線(xiàn)性膨脹系數(shù)的變化可能與相組成有關(guān)。在1300?C，線(xiàn)性膨脹系數(shù)稍微減小歸因于具有低線(xiàn)性膨脹系數(shù)的α—堇青石（25~1000?C1.0~2.0×10?6K?1）的生成。在1400?C~1500?CMgAl2O4（在10?6K?1晶體的生長(zhǎng)消耗低膨脹石英玻璃（在200~1000?C為0.5×10?6）圖圖7以粉煤灰為基礎(chǔ) 圖圖 （a）MgO（b）wt.%（c