煤矸石造孔制备提钒尾渣基陶粒及其性能研究北大核心CSCD

为替代生产陶粒的天然原料,减少化学造孔剂的使用,解决提钒尾渣高排放、低利用的问题,以工业固废钒尾渣为主要原料,探索性地采用煤矸石为造孔剂及校正原料,纸浆废液为结合剂制备钒渣基陶粒。以单颗粒抗压强度、表观密度和吸水率为检测指标,综合考察原料配比对陶粒性能的影响,得出煤矸石与钒尾渣的最佳质量配比为20∶80。结合TG分析原料在高温下的热行为,以优化预热制度并探讨其对陶粒烧胀的作用机理;利用XRD和SEM表征样品的矿物相和微观形貌。结果表明:800℃预热20 min,烧结温度1170℃保温15 min,制备的陶粒综合性能最优,单颗粒抗压强度达到5.42 MPa,显气孔率为33.71%;预热温度通过改变高温体系熔融液相的黏度控制气体生成量及气孔尺寸,预热时间则通过改变液相生成量作用于基体强度。XRD及SEM结果表明:原料经预热烧结,促进透长石、水钙沸石等新矿物相的生成以增加基体的强度;陶粒断面上均匀分布有大量尺寸不等的孔洞。