Aplicação de ganga de carvão no campo de materiais cerâmicos densos

A ganga de carvão é a rocha presa na camada de carvão e também é o resíduo no processo de mineração e lavagem de carvão. Atualmente, a ganga de carvão acumulada no país chega a vários bilhões de toneladas, o que tem causado sérios danos ao meio ambiente ecológico. Como um recurso reciclável, a ganga de carvão tem sido amplamente utilizada em muitos campos.

Por meio de pesquisas, constatou-se que os principais componentes da ganga de carvão são a alumina e a sílica, e esses compostos são matérias-primas comumente utilizadas para a produção de cerâmica. A própria ganga de carvão também possui um grande número de microporos e uma alta área de superfície específica. Portanto, a ganga de carvão pode ser usada para preparar cerâmica e outros materiais com excelentes propriedades, como alta resistência mecânica, resistência à corrosão ácida e alcalina e longa vida útil.

1. Mulita densa e seus materiais compostos

Mulita (3Al2O3·2SiO2) é um material refratário de alta qualidade com características de alta densidade, boa resistência ao choque térmico, boa resistência à fluência, baixo coeficiente de expansão e composição química estável. No meu país, existem poucas reservas naturais de mulita, e a maior parte da mulita é sintetizada artificialmente. Geralmente, caulim e pó de alumina são usados como matérias-primas, e os materiais de mulita são preparados por sinterização ou eletrofusão. Uma vez que o teor de caulinita na ganga de carvão geralmente pode atingir mais de 90%, materiais compostos de mulita e mulita com excelente desempenho podem ser preparados misturando ganga com materiais auxiliares como Al2O3 e calcinação em alta temperatura. meu país também fez algum progresso na preparação de mulita e seus materiais compostos de ganga de carvão.

Usando a bauxita de alta alumina como principal matéria-prima, juntamente com a ganga de carvão e uma pequena quantidade de Al2O3 para preparar o clínquer mulita, a pesquisa descobriu que o clínquer mulita com excelente desempenho pode ser queimado a 1700 °C e sua porosidade aparente é menor do que 25%, densidade aparente ≥ 2,75g/cm3.

A ganga de carvão decapada foi usada como matéria-prima principal, que foi misturada uniformemente com alumina, e a mulita foi preparada por sinterização em estado sólido. Ele primeiro aumentará e depois diminuirá ligeiramente, de modo que o tempo de espera para preparar a mulita deve ser controlado em 2h.

Utilizando bauxita e ganga de carvão como principais matérias-primas, pentóxido de vanádio (V2O5) e fluoreto de alumínio (AlF3) como aditivos, um cristal cuja principal fase cristalina é a fase mulita foi preparado por reação de estado sólido. A pesquisa mostra que: quando o alumínio Quando bauxita e silício-alumina na ganga de carvão são misturados em uma proporção molar de 2:3,05, a resistência e a dureza do material mulita preparado foram significativamente melhoradas e o desempenho é o melhor. Sua densidade de volume é tão alta quanto 2,3g/cm3, a porosidade aparente é de 23,6%, a taxa de absorção de água é de 10,55% e a resistência à flexão é de 114MPa.

O material composto de vidro de sílica com alto teor de mulita foi sintetizado com sucesso usando ganga de carvão e caulim como matérias-primas e adicionando feldspato de potássio. O estudo constatou que a temperatura de sinterização da mistura sem adição de feldspato potássico é superior a 1590°C, enquanto a temperatura de sinterização da mistura com relação K2O de 1,5% e adição de feldspato potássico pode ser reduzida para 1530°C. Portanto, adicionar uma certa quantidade de feldspato de potássio à mistura pode reduzir a temperatura de sinterização.

Usando a ganga de carvão como matéria-prima, a ganga é ativada pela remoção de impurezas, calcinação e outros processos, e o material em pó composto de nanomulita é preparado por cristalização hidrotérmica. Os resultados mostram que a fase composta de nanomulita foi preparada a partir do pó de ganga de carvão ativado sob as condições de concentração de solução de hidróxido de sódio 2-4mol/L, temperatura de agitação de 80-90°C, preservação de calor de 3h, e relação líquido-sólido de 10mL/g. Pó, pó composto de nanomulita tem um bom efeito de cristalização, a maioria dos quais são cristais colunares, o comprimento do grão é de 50 nm e a proporção média atinge 3,5.

2. Sialon denso e seus materiais compostos

Usando ganga de carvão de alta alumina, pó de concentrado de ferro e pó de coque como matérias-primas, o material denso composto de Fe-Sialon foi preparado pelo método de nitretação de redução carbotérmica a 1400-1550°C por 4 horas. Verificou-se que o teor de coque excedeu 10% 1. O material denso de Fe-Sialon preparado a 1500 ℃ por 4 horas tem a distribuição de grãos mais uniforme e o melhor desempenho.

Usando ganga de carvão e argila natural como principais matérias-primas, o processo de moldagem coloidal foi usado para moldar o corpo verde, e o material cerâmico denso compósito β-Sialon/SiC foi sintetizado com sucesso pelo processo de nitretação por redução carbotérmica. O estudo descobriu que o processo otimizado de moldagem coloidal pode ser usado para produzir um corpo verde com densidade de até 1,12g/cm3, e um material compósito β-Sialon/SiC denso pode ser produzido após a sinterização.