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利用陶瓷抛光废料制备抛光砖的研究

作　者: 郑文
导　师: 税安泽；刘杰
学　校: 华南理工大学
专　业: 材料工程
关键词: 抛光废料烧成发泡变形控制无机添加剂
分类号: TQ174.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本论文以陶瓷抛光废料的高效资源化循环利用技术研究为目的,定量分析了陶瓷抛光废料的主要成分。研究表明:抛光砖废料与砖坯底料的区别在于,含有碳化硅和氢氧化镁氯化镁水合物,以及少量的有机物;烧成温度超过1080℃左右时,抛光废料会发泡膨胀;抛光废料的烧成发泡问题是其不能得到有效利用的根本原因,抑制烧成发泡是抛光废料资源化利用最有效的技术之一。在此基础上,从原料配方、制备工艺、烧成制度三个方面对抛光废料基瓷质抛光砖的发泡、变形影响规律进行了详细研究,探索抑制发泡、变形的途径。研究表明:基础配方的调节只能适当改善试样的发泡程度以及提高试样的烧结性能,不能从根本上抑制抛光废料的高温发泡;A、B和C三种无机添加剂能有效的抑制抛光废料的高温发泡;适当减小粉料的粒度,有助于大量的CO或CO2气体从坯体排除,可以有效抑制抛光废料在坯体中的发泡。本研究通过生产中试实验,采取双层布料方式,以含10wt%抛光废料的原料为基底原料,面层布优质原料的方式制备不发泡、致密的瓷质抛光砖。实验表明:在生产配方调整基础上外加A、B、C的配方制备的抛光砖性能最优,为制备抛光废料基底抛光砖,调整工艺制度为:球磨时间14h,成型压力260MPa。经过各项测试表明,双层布料的瓷质抛光砖面层与底层结合性良好,各项性能与现有抛光砖相近,达到国家标准。本论文创新性地研究了抑制抛光废料在烧成中发泡的途径和影响因素,并研究了制备性能优良的抛光废料基底抛光砖的产业化技术,为抛光砖生产企业的抛光废料循环利用提供了一种高效资源化利用方式,具有重要的社会经济意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-30
  1.1 引言  11-12
  1.2 陶瓷废料的来源及利用  12-17
    1.2.1 陶瓷废料的来源与分类  12-13
    1.2.2 国内外技术发展现状与趋势  13-17
  1.3 瓷质抛光砖用原料  17-22
    1.3.1 矿物类原料  17-19
    1.3.2 氧化物类原料  19-22
  1.4 陶瓷砖的分类和制备工艺  22-28
    1.4.1 陶瓷砖的分类  22-24
    1.4.2 陶瓷砖的制备工艺  24-26
    1.4.3 制备工艺对瓷砖强度的影响  26-28
  1.5 本课题的研究目的、意义和主要研究内容  28-30
    1.5.1 研究的目的和意义  28
    1.5.2 本课题研究内容  28-30
第二章实验工艺和测试表征  30-38
  2.1 实验原料和设备  30-31
    2.1.1 实验原料  30-31
    2.1.2 实验仪器和设备  31
  2.2 工艺流程  31-33
    2.2.1 实验工艺流程  31-32
    2.2.2 生产中试工艺流程  32-33
  2.3 测试和表征  33-38
    2.3.1 吸水率和体积密度的测定  33-34
    2.3.2 干燥烧成收缩率的测定  34-35
    2.3.3 机械强度的测定  35
    2.3.4 球磨细度测定方法  35-36
    2.3.5 泥浆粘度测量方法  36
    2.3.6 化学成分分析  36
    2.3.7 金相显微结构分析  36
    2.3.8 粒度分析  36
    2.3.9 X-射线衍射分析  36-37
    2.3.10 差热分析和热重分析  37
    2.3.11 红外分析  37
    2.3.12 热膨胀系数的测定  37-38
第三章陶瓷抛光废料的性能分析  38-54
  3.1 抛光废料的成分分析  38-43
    3.1.1 化学成分分析  38-39
    3.1.2 金相显微结构分析  39
    3.1.3 XRD分析  39-40
    3.1.4 TG-DSC分析  40-42
    3.1.5 红外吸收光谱分析  42
    3.1.6 粒度分析  42-43
  3.2 抛光废料的烧成性能分析  43-47
    3.2.1 烧成温度对抛光废料体积密度的影响  43-44
    3.2.2 烧成温度对抛光废料烧成收缩和吸水率的影响  44-46
    3.2.3 烧成温度对抛光废料显微结构的影响  46-47
  3.3 抛光废料的发泡原因  47-52
    3.3.1 有机物发泡的可能性  47
    3.3.2 氯氧镁水泥发泡的可能性  47-48
    3.3.3 SiC发泡的可能性  48-49
    3.3.4 SiC发泡可能性的验证  49-52
  本章小结  52-54
第四章利用抛光废料制备抛光砖的研究  54-67
  4.1 原料配方对制备抛光砖的影响  54-59
    4.1.1 实验基础配方  54-55
    4.1.2 原料配方的单因素分析  55-59
  4.2 无机添加剂的选择  59-63
    4.2.1 A的作用  59-61
    4.2.2 B的作用  61-62
    4.2.3 C的作用  62-63
  4.3 工艺及烧成制度对抑制发泡的影响  63-65
    4.3.1 颗粒细度的影响  63-64
    4.3.2 保温时间的影响  64-65
  本章小结  65-67
第五章抛光废料基底抛光砖的制备  67-75
  5.1 抛光废料基底抛光砖配方的确定  67-70
    5.1.1 抛光砖配方的设计  67-68
    5.1.2 抛光砖配方的确定  68-70
  5.3 抛光废料基底抛光砖生产制度的调整  70-72
    5.3.1 球磨时间  70
    5.3.2 成型压力  70-71
    5.3.3 烧成制度  71-72
  5.4 抛光废料基底抛光砖的性能测试  72-74
    5.4.1 性能测试分析  72
    5.4.2 XRD分析  72-73
    5.4.3 扫描电镜分析  73-74
  本章小结  74-75
结论  75-77
参考文献  77-82
攻读学位期间申请的专利  82-83
致谢  83-84
附表  84

利用陶瓷抛光废料制备抛光砖的研究

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