MgO对花岗岩尾矿微晶玻璃析晶和性能的影响

尝试用花岗岩尾矿制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃,并采用DSC、XRD和SEM等测试手段研究MgO对微晶玻璃析晶和性能的影响。结果表明,随着MgO含量的增加,玻璃转变温度和析晶峰温度逐渐降低,玻璃析晶性能增强。当引入MgO的质量分数为3%时,微晶玻璃的主晶相为钙长石;当MgO质量分数为6%~12%时,主要析出辉石,且质量分数为12%的MgO样品析出的晶体中伴随着部分堇青石。样品的显微硬度随MgO的增加呈现先增大后减小的趋势,质量分数为9%的MgO样品析出晶体的尺寸更均匀,其显微硬度最高,为8.2GPa。     

利用铁矿尾矿研制CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃

应用北京市密云县某铁尾矿成功地研制了CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃,采用DTA、SEM、XRD等测试技术手段对该玻璃体系进行了深入的研究,探讨了微晶玻璃的晶核剂、热处理制度对晶化行为的影响.并采用烧结法生产工艺,制备了具有高机械性能的黑色微晶玻璃板材,可以成为天然石材的有效替代品.本研究为铁矿尾矿提供了一条较佳的利用途径 ,同时又可以有效地解决尾矿的环境污染及占地问题.     

YAG∶Ce荧光粉复合磷锌硼发光微晶玻璃结构研究

用两步合成法制备钇铝石榴石(YAG∶Ce)荧光粉复合磷锌硼发光微晶玻璃,利用红外光谱等表征手段,系统研究了氧化硼掺量、成型方式、荧光粉掺量和热处理制度对发光微晶玻璃结构的影响。结果表明,随着B2O3掺量增加,发光微晶玻璃试样中[BO3]和B2O2-7离子基团含量增加,[BO4]含量减少;成型方式对发光微晶玻璃结构有一定影响;随着荧光粉掺量增加,发光微晶玻璃中YAG晶相含量增加,Zn2P2O7、BPO4晶相含量变化较少,缺陷增加;随着烧结温度升高,YAG晶相含量不变,BPO4晶相含量减少,至600℃时Zn2P2O7发生晶型转变,由α-Zn2P2O7转变为β-Zn2P2O7,有利于提高发光微晶玻璃的烧结质量。     

利用滑石制备微晶玻璃的工艺及其结构

研究了以滑石为主要原料制备Na2O-MgO-AI2 O3-SiO2系统微晶玻璃的工艺,探讨了成分对微晶玻璃的结构和性能的影响规律.结果表明:微晶玻璃的主晶相取决于MgO、Al2O3、SiO2 3种成分的比例关系,通过调整这3种氧化物的含量,可以得到以镁橄榄石、斜顽辉石以及它们混合物为主晶相的微晶玻璃.微晶玻璃的热处理工艺为1 000℃保温1～2 h.Fe2O3、TiO2和ZnO成分对微晶玻璃白度的影响较大,当试样中质量分数Fe2 O3＜0.1％,TiO2＜0.01％,ZnO为1％时,微晶玻璃的白度可达85,可以满足日用陶瓷的使用要求.     

一次烧结法制取金属尾矿建筑微晶玻璃的组成

目的实现一次烧结法制取各项性能指标均满足建筑要求的建筑微晶玻璃,提高产品性能.方法以铁尾矿为主要原材料调整配方,进行差热分析及X射线氵行射,并对实验数据进行对比分析.结果氧化物的含量关系到利用一次烧结法制取建筑微晶玻璃的成功与否,对主晶相的类别起决定性作用.并且形成透辉石主晶相的晶化率高.结论通过调整微晶玻璃的组成,配合适当复合晶核剂,将玻璃软化点降低100℃,烧结温度由1400℃降至1200℃,整个生产过程由6 h缩短到4 h.复合晶核剂:TiO2、Cr2O3,CaF2,其中m(TiO2):m(Cr2O3)(其比值为k1)取2~4,TiO2的质量分数范围为2%~10%,CaF2质量分数在2%以上.     

MnO2对磷渣微晶玻璃显微结构和性能的影响

烧结法CaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃具有结构致密均匀,抗冲击、耐磨、耐腐蚀、无放射性、色泽丰富、纹理美观等特性,是一种新型绿色环保型装饰材料。以磷渣为主要原料,以Fe2O3和MnO2为着色剂,制备了米黄色微晶玻璃。利用X射线衍射和扫描电子显微镜等测试技术,研究了不同MnO2含量对微晶玻璃显微结构、晶相种类的影响,测定了微晶玻璃的化学稳定性。研究结果表明:当MnO2质量含量小于5.5%时,微晶玻璃主晶相为β-硅灰石,随着MnO2含量的增加析晶量减少,晶粒尺寸由0.42μm减小到0.3μm;当MnO2质量分数为6%时,主晶相变为钠长石且析晶量增加、晶体尺寸增大。当MnO2质量分数大于4%时,MnO2质量分数每增加0.5%其摊平温度约降低10℃,适量加入MnO2使其化学稳定性提高。     

组成对花岗岩尾矿微晶玻璃结构及性能的影响

以一种花岗岩尾矿为主要原料,采用烧结法研制大掺量花岗岩尾矿微晶玻璃。通过基础玻璃的示差扫描量热法(DSC)曲线,确定样品的玻璃转变温度Tg、初始晶化温度Tx和晶化峰值温度Tp。借助X射线衍射分析(XRD)和扫描电子显微镜(SEM),对晶化试样的物相进行测定和微观结构分析。探讨了花岗岩尾矿掺入量及组成变化对样品烧结、晶化及外观的影响。结果表明:当花岗岩尾矿掺入量为质量分数40%,可制得主晶相为β-硅灰石的花岗岩尾矿微晶玻璃,其晶体形貌为柱状且分布均匀,析晶温度范围为1 080～1 160℃;而随着花岗岩尾矿掺入量质量分数的增加(40%～70%),析晶下限温度提高,析晶温度范围变窄,析出的主晶相仍为β-硅灰石,但晶相含量逐渐降低。     

Na2O对MAS系玻璃熔体性质及微晶玻璃结构的影响

利用浇铸法制备了MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃。采用示差扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析方法,研究玻璃组成中Na2O对MgO-Al2O3-SiO2(MAS)系统微晶玻璃的高温粘度、结构与析晶性能的影响。结果表明,掺入Na2O后MAS微晶玻璃高温粘度有明显的降低,并且随着掺入量的增加玻璃的粘度逐渐降低。随着Na2O掺入量的增加,玻璃熔体的熔制温度从A0的1 552℃逐步降低到1 494℃。未掺Na2O的MAS微晶玻璃主晶相为颗粒状α-堇青石相,掺入后的微晶玻璃全部析出柱状镁橄榄石相。     

组成对AlN/MAS微晶玻璃材料热导率的影响

以MgO-Al2O3-SiO2系基础玻璃和AlN为原料制备AlN/MAS微晶玻璃复合材料,可提高MAS微晶玻璃的导热性能。通过调整AlN/MAS微晶玻璃复合材料的组成,在1 000℃的烧结温度下制备AlN/MAS微晶玻璃复合材料。利用XRD、SEM、激光热常数测试仪等测试手段对不同组成的AlN/MAS微晶玻璃复合材料的结构和热导率进行了测试分析与研究。结果表明:AlN/MAS微晶玻璃复合材料在烧结过程中MAS微晶玻璃析出的主晶相为α-堇青石。该复合材料的热导率随着AlN含量的增加呈现出先增大后减小的特点。当AlN含量为20%时,复合材料的热导率最高;当AlN含量超过20%时,复合材料的热导率降低。     

K_2O对R_2O-CaO-SiO_2-F微晶玻璃析晶的影响

R2O-CaO-SiO2-F系统微晶玻璃的析晶过程较为复杂,析出晶体种类繁多。为得到预期的晶相,获得最佳性能,需要对整个析晶过程进行合理控制。因此采用DTA、XRD、SEM等测试分析方法,研究K2O引入量对R2O-CaO-SiO2-F系统微晶玻璃的析晶温度、主晶相、晶体含量以及微观形貌的影响。研究结果表明:随着K2O引入量的增加,玻璃转变点温度降低,而最大析晶峰温度升高。当K2O引入量为质量分数5%左右时,微晶玻璃的主晶相为颗粒状的氟化钙和柱状的硬硅钙石,晶体含量为15%。当氧化钾质量由6%增加到8%时,微晶玻璃主要析出放射状a-硅碱钙石,次晶相为少量的氟化钙,晶体含量增大到40%。     

熔融法制备金矿尾砂微晶玻璃及性能测试

以金矿尾砂、方解石为主要原料,添加其它所需原料为硼砂、ZnO、Cr2O3、Sb2O3等,采用熔融法制备CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃.利用硅碳棒炉在1 300℃~1 350℃下保温4h熔制玻璃,熔好的玻璃液浇注在事先预热的不锈钢模具上,成形后放入马弗炉在600℃保温1h退火处理,对玻璃试样热处理得到微晶玻璃样品.采用TG-DSC差热分析仪测定基础玻璃的DSC曲线,确定金矿尾砂微晶玻璃较佳的热处理工艺为:800℃保温2h进行核化处理,890℃保温3h进行晶化处理.通过XRD、SEM等分析手段对试样的物相及微观结构进行了分析,测定制得微晶玻璃的抗折强度、热膨胀系数、体积密度等性能.结果表明:制得金矿尾砂微晶玻璃的主晶相为:辉石和透辉石固溶体,样品的热膨胀系数为69.5×10-7/℃,抗折强度为119.2MPa,体积密度为2.81g/cm3.     

着色剂在金矿尾渣玻璃中的呈色

采用金矿渣为主要原料 ,添加适量的玻璃形成剂和玻璃改良剂 ,促进玻璃的形成 ,并把它作为基础玻璃 ,加入着色剂 ,重点研究了氧化铁、氧化锰、氧化铜的着色效果 ,制取经济实用的金矿渣玻璃     

尾矿砂聚合物钢纤维混凝土的基本力学性能

针对尾矿砂聚合物钢纤维混凝土的基本力学性能,通过设置不同掺量组合,采用标准方法进行试验.结果表明,当尾矿砂替代率为50%、钢纤维掺量为1. 5%、聚灰比为10%时,尾矿砂聚合物钢纤维混凝土基本力学性能达到相对较高水平,抗压强度较素混凝土提高约15. 45%,抗折强度提高约36. 17%.该新型混凝土在加强混凝土抗压、抗拉和抗剪等力学性能,抗腐蚀和抗碳化等耐久性能的同时,有效解决了铁矿石在加工之后产生的废料所造成的环境污染问题,是一种高效环保的混凝土.     

三点弯曲下PVA-尾矿砂水泥基复合材料断裂特性

针对混凝土的早期开裂问题,设计了PVA-尾矿砂水泥基复合材料三点弯曲梁试验,研究了尾矿砂掺量、缝高比、纤维掺量以及使用条件对断裂韧度和断裂能的影响规律.通过试验得出P-δ曲线和P-COM D曲线,并计算断裂韧度和断裂能.结果表明:断裂韧度与缝高比成反比,且随着纤维掺量的增加而增加,但尾矿砂对断裂韧度的影响却很小;断裂能随纤维掺量的增加而增加,随尾矿砂掺量的增加而降低;正常使用条件下的断裂能、断裂韧度计算值比腐蚀使用条件下的断裂能、断裂韧度计算值均增大约10%.     

尾矿砂钢纤维喷射混凝土在铁矿巷道中的应用

为了解决铁矿巷道开采过程中采用尾矿砂钢纤维喷射混凝土作为巷道单层衬砌的应用问题,以尾矿砂取代天然河砂作为细骨料配制钢纤维喷射混凝土,并对不同钢纤维掺量的喷射混凝土进行了抗压、抗折、劈拉等力学性能试验,得到了喷射混凝土的最优配比及钢纤维掺量对混凝土的影响.采用ANSYS对铁矿软弱岩层进行数值模拟分析,探讨了最佳衬砌厚度下巷道开挖后的计算结果,通过分析获得了尾矿砂钢纤维喷射混凝土的合理喷层厚度.结果表明,混凝土中钢纤维的掺入量为40 kg/m3时混凝土的力学性能达到最佳,并且混凝土的密实性、耐久性和质量稳定性亦有所加强,但抗压强度的提高不十分明显.     

尾矿库地质灾害与危险性评估

尾矿库是矿山选厂的主要设施,也是事故易发部位.近年来病害事故频发,除了本身遭受地质灾害影响外,尾矿库工程更重要的是事故伴生、次生地质灾害.尾矿库事故可引发泥石流、滑坡、水土污染等次生灾害而进一步扩大事故的危害性.概括了尾矿库的工程特点,分析了尾矿库建设遭受、引发地质灾害的主要类型、致灾因素及其危害性,针对尾矿库地质灾害评估工作,指出评估要点和需注意的问题.     

助熔剂种类与配比对高磷铁水脱磷渣高温性能的影响

分别以CaF2和B2O3为助熔剂,在实验室条件下研究了助熔剂种类与配比对脱磷渣熔点的影响,并测定了脱磷渣在不同温度下的黏度值。结果表明,以CaF2为助熔剂时,在保证脱磷渣熔点较低和流动性较好的同时,为了减轻设备腐蚀和环境污染程度,脱磷渣中CaF2与CaO的质量分数比值以0.50为最佳;以B2O3作为助熔剂时,只有当脱磷渣中B2O3与CaO的质量分数比值达到0.16时,助熔效果才比较明显。     

贮放时间对钠水玻璃各硅酸存在形式及分布的影响

用三甲基硅烷化 -气相色谱法测定了经不同时间贮放的钠水玻璃的单硅酸和各低聚硅酸的含量。结果表明 ,水玻璃中各种硅酸的含量分布与n(SiO2 ) /n(Na2 O)有关。当n(SiO2 ) /n(Na2 O) =3.5时 ,随着贮放时间增加 ,单硅酸和高聚硅酸的含量同时增加 ,其中单硅酸的增加量来源于各低聚硅酸的解聚反应 ,而高聚硅酸的增加量则来源于立方八硅酸的缩聚反应。当n(SiO2 ) /n(Na2 O) =1时 ,贮放过程中无论是低聚硅酸还是高聚硅酸都只发生解聚反应 ,结果使单硅酸含量增加。当n(SiO2 ) /n(Na2 O) =2时 ,各种硅酸的变化情况较为复杂 ,贮放过程中各低聚硅酸同时发生解聚反应和缩聚反应 ,结果使单硅酸和高聚硅酸的含量同时增加 ,各低聚硅酸含量都降低。生产中实际使用的水玻璃是最接近n(SiO2 ) /n(Na2 O) =3.5的试样。     

功能调整材料对水泥浆体流动性影响

使用自行研制的H管分别研究了不同功能调整材料对水泥浆体流动性的影响,得到不同种类矿物掺合料和增稠剂对水泥浆体流动性改性规律:粉煤灰掺量的增加引起浆体流动性先增加后减小;矿粉掺量越大,浆体流动性越大;硅灰和增稠剂掺量越大,浆体流动性越差。H管对水泥浆体流动性变化十分敏感,可以准确快速评价不同功能调整材料对水泥浆体流动性影响。     

水泥基材料中高效减水剂应用效果的检测方法

采用水泥浆体流动度、混凝土减水率、坍落度及强度增长率等指标确定了2种萘系高效减水剂的掺量，研究了二者在此掺量下对相同配比砂浆的流动度及经时损失、开裂敏感性及干湿变形的影响。结果表明：与水泥适应性均较好的2种萘系高效减水剂在各自掺量下，所配制的砂浆具有相同的初始流动度及流动度经时损失变化，但其初始开裂时间与干湿变形却存在差异，说明在评价高效减水剂的应用效果时除了检测与水泥的相容性外还应考虑其对水泥基材料收缩变形性能的影响；不同外加剂对水泥基材料体系碱度的适应能力不同，较高的碱度会增加材料的开裂敏感性。