本发明具体涉及一种堇青石-尖晶石复相材料及其合成工艺。
背景技术:
煤矸石、铝型材厂污泥和不锈钢电炉水淬渣均为工业生产中产生的废弃物,这些废弃物堆积量均在亿吨以上,如煤矸石,仅福建龙岩一个地区的煤矸石存量就在一亿吨左右,其他如不锈钢电炉水淬渣则是不锈钢原材生产中产生的废渣,由于含有重金属,因此其再生应用受到了极大的限制。因此,如何有效地综合利用这些废弃物成为目前当务之急。堇青石具有极低的热膨胀系数和优良的抗热震性能,常被应用于对热震条件要求非常严苛的场合,如被用作优质的耐火材料、泡沫陶瓷、热辐射材料等,但由于堇青石存在高温荷重性能比较差的特点,因此通常采用堇青石与其他材料复合的方式来提高其性能,如堇青石-尖晶石是一种比较常见的复合方式,该复合材料兼具良好的抗热震性和高温荷重性能,具有更广泛的用途。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题之一,在于提供一种堇青石-尖晶石复相材料。
本发明是这样实现的:一种堇青石-尖晶石复相材料,包括以下重量份数的原料:煤矸石30~40份,铝型材厂污泥35~45份,不锈钢电炉水淬渣15~35份,以及fe2o3粉末0.8~1.8份;其中,fe2o3粉末优选为1.2~1.8份。
优选地,所述煤矸石含有以下质量百分数的各组分:sio255份~65份、al2o315份~25份、feo0.5份~1.5份、mgo0.1份~1.5份。
优选地,所述铝型材厂污泥含有以下质量百分数的各组分:sio21份~5份和al2o360份~70份。
优选地,所述不锈钢电炉水淬渣含有以下质量百分数的各组分:sio245份~55份、al2o31份~5份、feo0.5份~1.5份、mgo30份~40份。
本发明要解决的技术问题之二,在于提供一种所述的堇青石-尖晶石复相材料的合成工艺。
本发明是这样实现的:一种所述的堇青石-尖晶石复相材料的合成工艺,包括以下步骤:
(1)将煤矸石、铝型材厂污泥和不锈钢电炉水淬渣分别在105℃~110℃下烘干至恒重,粉磨,并过0.08mm筛;
(2)将煤矸石、铝型材厂污泥和不锈钢电炉水淬渣按照配比混合,并继续粉磨15~30min,然后掺入fe2o3粉末,放入行星式搅拌机中搅拌30min~60min,得到干粉;
其中,煤矸石30~40份,铝型材厂污泥35~45份,不锈钢电炉水淬渣15~35份,以及fe2o3粉末0.8~1.8份;
(3)按照每100g干粉加水15~20g的比例,加入蒸馏水,搅拌均匀,并压制成型,在空气气氛中,温度为1300~1350℃下烧制,保温时间为3h~5h,最后自然冷却。
本发明的优点在于:堇青石-尖晶石复相材料纯度高,具有高利废率,生产成本低,转化率高的优点。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明中堇青石-尖晶石复相材料的xrd谱图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面结合实施例对本发明作进一步详述,该实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。
实施1:
实施2:
实施3:
实施4:
实施5:
针对以上各实施例的合成堇青石-尖晶石复相材料的方法,如下:
(1)将煤矸石、铝型材厂污泥和不锈钢电炉水淬渣分别在105℃~110℃下烘干至恒重,粉磨,并过0.08mm筛;
(2)将煤矸石、铝型材厂污泥和不锈钢电炉水淬渣按照配比混合,并继续粉磨15~30min,然后掺入fe2o3粉末,放入行星式搅拌机中搅拌30min~60min,得到干粉;
(3)按照每100g干粉加水15~20g的比例,加入蒸馏水,搅拌均匀,并压制成型,在空气气氛中,温度为1300~1350℃下烧制,保温时间为3h~5h,最后自然冷却。
对上述实施1-5制得的堇青石-尖晶石复相材料进行xrd表征,如图1所示,图1中标识c指代堇青石,标识s指代尖晶石,其中各晶相含量如下表:
本发明合成的堇青石-尖晶石复相材料纯度高,具有高利废率,生产成本低,转化率高的优点。