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烧结合成系列矾土基均质料的研究

作　者: 杨中正
导　师: 钟香崇；叶方保
学　校: 郑州大学
专　业: 材料加工
关键词: 矾土基均质料 高铝矾土 煤矸石 烧结 助烧结剂
分类号: TF046.4
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
下　载: 209次
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内容摘要


课题立足我国丰富的高铝矾土资源特点，以高铝矾土为基料，部分配以适量煤矸石，必需时加入少量Al2O3微调成份，采用均化工艺和高温烧成对制备Al2O3含量为60-90wt.％的系列矾土基均质料进行了研究。 以不同等级高铝矾土为原料，制备出组成均匀、结构均匀和性能稳定的系列均质料。Al2O3含量～90wt.％和～80wt.％刚玉质均质料的烧结温度为1550℃，气孔率＜2.5％，体积密度分别为3.45g/cm3和3.29g/cm3；Al2O3含量～70wt.％和～60wt.％莫来石质均质料的烧结温度分别为1700℃和1650℃，气孔率＜2.5％，体积密度分别为2.75g/cm3和2.64g/cm3。其中，Al2O3含量～90wt.％刚玉质均质料的指标达到国际先进水平，莫来石质均质料的指标达到国内先进水平；制备莫来石质均质料的烧结温度及荷重软化点（1530-1580℃）高于刚玉质均质料（1450-1500℃），这主要因为前者二次莫来石化较多以及显微结构特征为发育良好的莫来石构成交错连续的网络结构。 研究了以Ⅱ等高铝矾土为原料，加入适量煤矸石以及需要时加入活性Al2O3微调来提高纯度，制备出Al2O3含量为68-72wt.％、Al2O3/SiO2比为2.68-3.18系列和Al2O3含量为58-62wt.％的矾土基莫来石均质料。其烧结温度分别为1700℃和1650℃，气孔率＜2.5％，体积密度为2.66-2.75g/cm3，荷重软化点(T0.6：0.2MPa，0.6％，下同)分别为～1605℃和～1550℃，指标达到国际先进水平。得出了只要控制好原料化学组成（Al2O3含量、Al2O3/SiO2比和杂质含量），采用均化工艺和适当高温烧结即可制得矾土基莫来石均质料的结论。Al2O3含量为68-72wt.％的均质料所用高铝矾土Al2O3≥72wt.％、TiO2≤3.5wt.％和Fe2O3≤2.5wt.％；Al2O3含量为58-62wt.％的均质料所用高铝矾土的Al2O3≥62wt.％、TiO2≤3.0wt.％和Fe2O3≤2.0wt.％。从而充分利用Ⅱ等高铝矾土和碎矿，促进高铝矾土熟料质量、档次和价格的提高。采用湿法真空挤泥工艺制备Al2O3含量为68-72wt.％矾土基莫来石均质料的工业生产实践（5000Kg）表明，其烧结温度为1600℃时，均质料的气孔率＜1.0％、体积密度≥2.81g/cm3，荷重软化点为1610℃，性能指标稳定，初步验证了本工艺方案的工业可行性。 为降低烧结温度、节约能源和降低生产成本，研究了加入CeO2和MgO助烧结剂对制备矾土基莫来石均质料烧结性能的影响。结果表明：加入复合助烧结剂CeO2和MgO

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-10
1. 引言  10-12
2 文献综述  12-36
  2.1 高铝矾土  12-27
    2.1.1 研究内容  12-13
    2.1.2 高铝矾土(DK型)加热过程的变化  13-15
    2.1.3 烧结高铝矾土(DK型)的相组成和显微结构  15-19
    2.1.4 烧结高铝矾土(DK型)中的氧化物  19-27
  2.2 煤矸石  27-33
    2.2.1 煤矸石性质  27-32
    2.2.2 煤矸石的综合利用  32-33
  2.3 课题的提出  33-36
    2.3.1 矾土基均质料的发展概况  33-36
3. 实验  36-40
  3.1 实验原料  36-37
  3.2 实验方法  37-39
    3.2.1 试样制备  37-38
    3.2.2 实验工艺  38-39
  3.3 性能测定  39
  3.4 研究内容  39-40
4. 高铝矾土烧结制备均质料的研究  40-50
  4.1 引言  40
  4.2 实验  40-41
  4.3 结果和讨论  41-48
    4.3.1 烧结实验  41-42
    4.3.2 烧结试样的荷重软化点以及相组成和显微结构  42-47
    4.3.3 讨论  47-48
  4.4 本章小结  48-50
5. 制备矾土基莫来石均质料的研究  50-60
  5.1 引言  50
  5.2 实验  50-51
  5.3 结果和讨论  51-59
    5.3.1 烧结试验  51-53
    5.3.2 烧结试样的相组成和显微结构分析  53-58
    5.3.3 讨论  58-59
  5.4 本章小结  59-60
6. 助烧结剂对制备矾土基莫来石均质料烧结性能的影响  60-70
  6.1 引言  60
  6.2 实验  60-61
  6.3 结果和讨论  61-69
    6.3.1 烧结试验  61-64
    6.3.2 烧结试样的相组成和显微结构  64-68
    6.3.3 烧结试样的耐压强度和荷重软化点  68-69
    6.3.4 讨论  69
  6.4 本章小结  69-70
7. 制备矾土基莫来石均质料加热过程的变化  70-86
  7.1 引言  70
  7.2 实验  70
  7.3 结果和讨论  70-84
    7.3.1 加热过程物理性能的变化  70-71
    7.3.2 加热过程相组成的变化  71-77
    7.3.3 讨论  77-79
    7.3.4 加热过程显微结构的变化  79-84
  7.4 本章小结  84-86
8. 制备矾土基莫来石均质料的工业生产实践  86-93
  8.1 引言  86
  8.2 实验  86-87
  8.3 真空挤泥实验  87-90
    8.3.1 烧结试验  87-88
    8.3.2 烧结试样的理化性能、相组成和显微结构  88-90
  8.4 半干法实验  90-92
  8.5 讨论  92
  8.6 本章小结  92-93
9 结论  93-95
附件1. 关于“河南省建立矾土基均质料生产线的可行性”建议  95-98
附件2. 国内外高铝矾土熟料性能比较  98-99
参考文献  99-107
致谢  107-108
在学研究成果  108

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中图分类: > 工业技术 > 冶金工业 > 一般性问题 > 冶炼原料及矿石预处理 > 矿石预处理、烧结、团矿 > 烧结
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