机械-煤矸石微晶玻璃热处理工艺的正交实验(一)

摘要：通过正交实验方法系统考察了烧结法制备煤矸石微晶玻璃进程中各个因素对体密度的影响，在对正交实验进行分析后得出最好的热处理工艺条件，为获得具有实用价值的CaO—Al2O3—SiO2系统煤矸石微晶玻璃提供了有益的参考。 关键词：煤矸石；微晶玻璃；正交实验 矿渣微晶玻璃是以各种工业尾矿和有色金属冶炼废渣为主要原料生产的微晶玻璃。它作为微晶玻璃中的重要组成部分，为废弃资源的综合利用提供了1条新的途径。在工业废渣中，煤矸石排放量位居第1，是我国年排放量和累计堆存量最大的工业废弃物之1。以煤石矿渣为主要原料的煤矸石微晶玻璃本钱低廉，又能废物利用，减少污染，具有良好的经济效益与社会效益。本文研究了CaO—Al2O3—SiO2系煤矸石微晶玻璃合适的热处理工艺条件和各影响因素，旨在为该材料的进1步研究与利用提供有益的参考。1 实验部分1．1 基础玻璃的制备 实验原料采取煤矸石、石灰石、石英砂和纯碱，煤矸石来自福建龙岩煤矿。原料化学成分见表l。 微晶玻璃主成分的肯定首先应满足性能要求，制备出具有良好微观结构的材料撤销限拆通告后。根据煤矸石的组成及煤矸石微晶玻璃的利用，参照CaO—Al2O3—SiO2系统相图，把组成定在硅灰石相区，在CS与CAS界限附近选择了若干成分进行系统的实验，经多种配方熔融实验分析，肯定本实验所用配方(wt％)为：SiO2 56．5，Al2O3 9，CaO 20，K2O 1．845，Na2O 7．00，Fe2O3 3．70。原料组成(wt％)为：煤矸石43．35，石灰石27．84，石英砂19．48，纯碱9．33。 玻璃配料后，混合均匀放人氧化铝坩埚中，在1450℃的硅钼棒电炉中熔融2h后哪类危房可以申请司法强拆，水淬成基础玻璃。1．2 分析方法 差热分析用美国Perkins Elmer，pysisl型差热分析仪，将基础玻璃研磨过200目筛，以Al2O3粉为参比物，升温速率为10℃／min，做差热分析曲线。通过X`pert—proX射线衍射仪来测定其晶相组成，Cu靶，Ni滤波。电镜分析是将热处理后样品加工成15×15×3(mm)块体用5％HF腐蚀90s，表面蒸金后用Philips XL30型环境扫描电镜视察其显微形貌。用悬浮法准确丈量试样的体积，并用电子天平称量试样的精确质量，精度0．0001g，每个试样分别测试3次，取其平均值作为测试结果，由此计算出试样的体积密度。2 正交实验 影响微晶玻璃性能最主要的因素是主晶相的种类及其数量。前者主要决定于基础玻璃组成，后者则主要决定于微晶玻璃的热处理工艺制度，即核化温度、核化时间、晶化温度、晶化时间。考核指标的选择根据前期的探索性实验，根据基础玻璃的差热分析曲线及试烧后X射线衍射图谱分析，肯定核化温度范围为690～730℃，晶化温度范围为836～876℃。根据文献农民住的房屋可以强拆吗，微晶玻璃热处理进程中的核化时间为0．5~2h，晶化时间1般很多于1h。为此，本实验核化与晶化时间范围初定为l~3h。根据正交实验的原理肯定实验方案，选取了La(34)表安排实验。具体安排见表2，实验结果及分析见表3。 (待续)