利用自燃煤矸石制備礦物聚合材料的研究.pdf

1、礦物聚合材料是以鋁硅酸鹽或工業(yè)固體廢物為主要原料，以高嶺石作配料，硅酸鈉作結(jié)構(gòu)模板劑，氫氧化鈉作激活劑而制成的一類新型無(wú)機(jī)非金屬材料。它具有耐高溫、耐酸堿、耐硫酸鹽、耐凍融、低膨脹率、低收縮率、強(qiáng)度高、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)。煤矸石是我國(guó)排放量最大的工業(yè)固體廢棄物之一，到目前為止我國(guó)煤矸石的綜合利用率不到50％，煤矸石的大量排放不僅占用大量耕地，而且污染環(huán)境。因此本文以煤矸石為主要原料制備礦物聚合材料，為煤矸石的綜合利用開(kāi)辟一條新的途徑。

2、 進(jìn)行了利用未經(jīng)熱處理的遼寧南票自燃煤矸石直接制備礦物聚合材料的研究，結(jié)果表明，直接制備出的礦物聚合物材料疏松、多孔、強(qiáng)度較低，同時(shí)在固化過(guò)程中體積膨脹較大又有難聞的氣味。分析了導(dǎo)致上述結(jié)果的原因。 通過(guò)單因素試驗(yàn)，研究了自燃煤矸石煅燒溫度、高嶺土煅燒溫度、高嶺土摻量、堿摻量、水玻璃摻量、水含量、固化溫度、固化時(shí)間以及放置時(shí)間對(duì)礦物聚合材料抗壓強(qiáng)度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，自燃煤矸石的煅燒溫度為800℃時(shí)材料的抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大；高

3、嶺土的煅燒溫度為750℃時(shí)，礦物聚合材料的抗壓強(qiáng)度最大；當(dāng)煅燒高嶺土的摻量占固相量的10％時(shí)材料的抗壓強(qiáng)度最大；隨著水玻璃溶液的增加，材料的強(qiáng)度先增加后降低；隨著氫氧化鈉含量的增加材料的抗壓強(qiáng)度先增加后降低；隨著水灰比的增加，材料的抗壓強(qiáng)度下降；隨著固化溫度的升高，材料的抗壓強(qiáng)度增大；當(dāng)材料的固化溫度為60℃，隨著固化時(shí)間的延長(zhǎng)材料的抗壓強(qiáng)度先增加后降低；隨著放置時(shí)間的延長(zhǎng)，材料的抗壓強(qiáng)度不斷提高。 通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)，得到利用遼寧南

4、票自燃煤矸石制備礦物聚合材料的優(yōu)化工藝條件，并制備出7d強(qiáng)度高達(dá)60.6MPa的煤矸石礦物聚合材料，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。 對(duì)礦物聚合材料進(jìn)行了XRD、DTA、IR和SEM分析，結(jié)果表明，礦物聚合材料基體相具有類似沸石無(wú)定形硅鋁網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，化學(xué)組成是非晶質(zhì)至半晶質(zhì)的鋁硅酸鹽聚合物，外觀呈現(xiàn)為絮凝狀。分析了礦物聚合材料固化反應(yīng)機(jī)理。 對(duì)礦物聚合材料的耐高溫、耐凍融、耐硫酸鹽和耐酸堿性等進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明，該材料具有優(yōu)良的耐