利用赤泥制備仿玄武巖纖維的研究.pdf

1、赤泥是一種制鋁工業(yè)的污染性廢料，我國(guó)作為制鋁工業(yè)大國(guó)，大量赤泥的堆積引起各種環(huán)境污染問題，因此拓寬赤泥的利用方式、提高赤泥的利用率迫在眉睫。本課題利用赤泥所含主要組分，如SiO2, Fe2O3, Al2O3, Na2O等氧化物，通過加入原料白云石、葉臘石、石英粉、螢石、工業(yè)Al2O3制備成仿玄武巖纖維。本課題原料除赤泥外，其它均采用工業(yè)級(jí)原料，所以能夠更好地應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)。本課題制備的仿玄武巖纖維是基于鋁硅酸鹽系統(tǒng)玻璃，其主要性能是通過

2、試樣的化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性等方面進(jìn)行研究，且各主要組分范圍均在玄武巖纖維成分范圍內(nèi)。
　　本文首先研究析晶對(duì)赤泥制備仿玄武巖纖維的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)鐵氧化物與 TiO2等成分的共同作用，會(huì)導(dǎo)致試樣析晶現(xiàn)象的出現(xiàn)，且析出晶體晶相為磁鐵礦石（γ-Fe2O3），對(duì)拉制該仿玄武巖纖維會(huì)產(chǎn)生不利影響。在性能方面，隨著析晶量的減少，試樣的特征溫度值是呈現(xiàn)逐漸升高的變化，耐水性也在不斷增強(qiáng)。試樣的耐酸性呈現(xiàn)先降低后增強(qiáng)的變化，而耐堿性是逐漸降低的。在

3、結(jié)構(gòu)方面，隨著析晶量的不斷減小，試樣整體的網(wǎng)絡(luò)聚合度不斷增大，密度也是不斷地增大。擇優(yōu)選擇該部分實(shí)驗(yàn)未析晶的試樣，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備；
　　其次研究鐵氧化物對(duì)該仿玄武巖纖維的影響，通過網(wǎng)絡(luò)形成體 SiO2取代鐵氧化物（FeO、Fe2O3）對(duì)赤泥制備該仿玄武巖纖維的影響，試樣的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、析晶峰溫度呈現(xiàn)先減小后增大的變化，隨著引入 SiO2成分量的增多，試樣的熱穩(wěn)定性也有明顯提高；鐵氧化物中 Fe離子價(jià)態(tài)隨組分的變化而變化，使得試

4、樣整體耐水性增強(qiáng)，而由于鐵氧化物的特殊性使得組分耐酸性呈浮動(dòng)變化的狀態(tài)，耐堿性也呈現(xiàn)不規(guī)律的變化。通過主要性能的總結(jié)與比較，該部分制備的仿玄武巖纖維的綜合性能接近或優(yōu)于E-玻璃、AR-玻璃，其中SF組和AF組中綜合性能最優(yōu)組分的耐酸及耐堿性優(yōu)于國(guó)產(chǎn)玄武巖纖維，該組分的密度隨著 Si/Fe比的增加而逐漸減?。煌ㄟ^玻璃網(wǎng)絡(luò)中間體 Al2O3取代鐵氧化物（FeO、Fe2O3），試樣耐水性和耐堿性隨 Al/Fe比的增加而提高，而耐酸性是逐漸降低

5、的。在結(jié)構(gòu)上，隨著Al/Fe比的增加玻璃網(wǎng)絡(luò)的聚合度下降，使得連接玻璃網(wǎng)絡(luò)的橋氧數(shù)量減少，而試樣密度上下浮動(dòng)。
　　最后研究網(wǎng)絡(luò)中間體對(duì)制備該仿玄武巖纖維的影響，主要是通過中間體氧化物Al2O3取代堿土金屬氧化物（CaO、MgO）對(duì)該玄武巖纖維性能的影響。該部分試樣的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與析晶峰溫度隨著Al/(Ca+Mg)比增大而降低，而熔融溫度是增大的。試樣的耐水性與耐堿性是呈現(xiàn)先增大后減小的變化，而耐堿性是增大的，綜合性能最優(yōu)組分的