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铅冶炼烟化渣制备基础玻璃的研究

铅冶炼烟化渣制备基础玻璃的研究

作者：介永帅东北大学

学位级别：硕士

铅冶炼过还原段炉渣再在烟化炉中经过烟化处理就产出最终的弃渣——烟化渣,每生产1万吨铅约排放7100吨烟化渣。我国是世界第一铅冶炼大国,2020年铅产量为644万吨,因此每年会产出大量烟化渣。烟化渣中存在的少量重金属及其他有毒有害成... 详细信息

铅冶炼过还原段炉渣再在烟化炉中经过烟化处理就产出最终的弃渣——烟化渣,每生产1万吨铅约排放7100吨烟化渣。我国是世界第一铅冶炼大国,2020年铅产量为644万吨,因此每年会产出大量烟化渣。烟化渣中存在的少量重金属及其他有毒有害成分对环境构成威胁,已经被列入《国家危险废物名录》。目前对烟化渣主要有堆存、固化后填埋两种无害化处置方式;此外还有少量有价金属提取、用作基建材料两种资源化综合利用方式,但仍然有利用量小和存在潜在环境风险的弊端;因此解决烟化渣全组分资源化利用无论对消除环境风险还是资源的有效利用都是非常重要的。鉴于铅冶炼烟化渣中除了铁之外的其它主要成分与玻璃陶瓷成分基本一致,本工作以国内某铅冶炼企业产生的烟化渣为原料,采用碳热还原熔分-熔分渣制备微晶玻璃前驱体——基础玻璃的“分质利用”技术路线对其进行全组分综合利用研究。该烟化渣FeO约占44.77%,其次是SiO2、CaO、A12O3和MgO等。如果将烟化渣中的铁脱除95.00%左右时,除铁后烟化渣成分基本接近SiO2-CaO-Al2O3或SiO2-CaO-MgO系微晶玻璃的基础玻璃组成范围。烟化渣碳热还原理论研究结果表明:铅冶炼烟化渣中氧化亚铁的还原主要发生在850℃～1050℃区间;氧化锌还原主要发生在1050℃～1250℃区间;1250℃以上会使其他难还原组分(如硅锰)被还原。烟化渣粉煤还原实验得到的最佳条件为:配碳比为1.4、还原温度为1200℃、还原时间为60min;在此条件下铁的金属化率达到92.94%～94.04%,锌还原挥发率达到99.04%～99.81%。还原后的烟化渣在1550℃、保温60min条件下的熔分结果显示,熔分渣中Fe含量降低到0.90%,铁的去除率为97.42%。说明熔分过程发生了二次深度还原。熔分得到的Si 6.55%、Fe 89.51%并含有少量Mn、Al、Cu、Cr等杂质低Si铁合金。分别以透辉石和长石为目标析出晶相,设计了 1#和2#两个基础玻璃,同时尝试熔分渣添加10.00%TiO2晶核剂作为3#基础玻璃配方,熔分渣在1#、2#和3#基础玻璃中的掺量分别为63.10%、57.38%和90.00%;1#、2#和3#基础玻璃的形核温度分别为1000℃、985℃、987℃,析晶温度分别为1076℃、1080℃和 1072℃。

关键词：烟化渣资源化利用碳热还原基础玻璃熔分

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利用粉煤灰低温熔制基础玻璃的研究

应用化工 2011年第8期40卷 1332-1335页

作者：任启芳王立久丁益胡普华安徽建筑工业学院材化学院安徽合肥230022 大连理工大学建筑材料研究所。辽宁大连116000

以粉煤灰为主要原材料，添加适当的工业级硼酸、石灰石、氧化锌、氧化镁、二氧化硅、碳酸钠作为辅助材料，选择铝硅酸盐系统作为配方，制备基础玻璃。通过DTA和TEM研究不同配比的基础玻璃配方表明，最合理基础玻璃在1200℃熔制是可行的... 详细信息

以粉煤灰为主要原材料，添加适当的工业级硼酸、石灰石、氧化锌、氧化镁、二氧化硅、碳酸钠作为辅助材料，选择铝硅酸盐系统作为配方，制备基础玻璃。通过DTA和TEM研究不同配比的基础玻璃配方表明，最合理基础玻璃在1200℃熔制是可行的，粉煤灰的利用率达到了30％以上，最适宜的玻璃组成是（％）：Si0245—60，Al2O39 -15,Ca0 12 -20,MgO 2-5,Na20 3 - 11,ZnO 2-5,S 0 - 1,B203 0.5 - 1.5,F 0-2.

关键词：粉煤灰基础玻璃废弃物熔制低温

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生物泡沫玻璃的制备及性能研究

武汉理工大学学报 2006年第11期28卷 60-62页

作者：余曼丽穆松武汉理工大学材料科学与工程学院武汉430070

根据人体骨骼成分和玻璃形成区相图设计了生物玻璃的基础配方,并以此为原料,加以适量的发泡剂和外掺剂,在一定的温度制度下使其发泡,制备了生物泡沫玻璃,通过控制发泡温度、升温速度、发泡时间及发泡剂的数量与粒径来控制生物玻璃的容... 详细信息

根据人体骨骼成分和玻璃形成区相图设计了生物玻璃的基础配方,并以此为原料,加以适量的发泡剂和外掺剂,在一定的温度制度下使其发泡,制备了生物泡沫玻璃,通过控制发泡温度、升温速度、发泡时间及发泡剂的数量与粒径来控制生物玻璃的容重、内部气孔形貌、孔径大小,在此基础上对生物玻璃的性能测试、分析,得出了合理的配方和工艺制度,对影响泡径的因素和如何得到均匀分布的连通孔进行了分析与探讨。

关键词：生物泡沫玻璃基础玻璃发泡连通孔

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GSO体系高结晶度透明微晶玻璃的研究

GSO体系高结晶度透明微晶玻璃的研究

作者：罗辉林中南大学

学位级别：硕士

摘要：根据钠钙硅体系高结晶度透明微晶玻璃制备成功的理论及工艺方法,本课题尝试制取析出目标晶相与Gd2SiO5(GSO)相同或相近的GSO体系高结晶度透明微晶玻璃。本论文研究了GSO系高结晶度透明微晶玻璃的基础玻璃的制备技术,结构及其表征... 详细信息

摘要：根据钠钙硅体系高结晶度透明微晶玻璃制备成功的理论及工艺方法,本课题尝试制取析出目标晶相与Gd2SiO5(GSO)相同或相近的GSO体系高结晶度透明微晶玻璃。本论文研究了GSO系高结晶度透明微晶玻璃的基础玻璃的制备技术,结构及其表征,同时探索了较佳配方基础玻璃的失透及晶化行为,为成功制取GSO系高结晶度透明微晶玻璃奠定了基础。采用传统的熔体冷却法对设计的基础玻璃配方进行熔制,确定了较佳主体配方:38Gd2O3-38SiO2-22B2O3-2Li2O (mol%),外加1wt%Sb2O3和lwt%CeCl3·7H2O。利用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(IR)、拉曼光谱(Raman)等分析手段对较佳配方所属的xGd2O3-xSiO2-(1-2x)B2O3(x=27.5,30,32.5,35,37.5mol%)系玻璃的结构进行了研究。结果表明：x[Gd2O3-SiO2]-(100-2x)B2O3(x=27.5,30,32.5,35,37.5mol%)系玻璃是由不混溶的纳米级富硅相和富硼相所组成,玻璃中存在纳米级晶相,在高Gd2O3含量时,晶相为Gd4.67(SiO4)3O,而高B203含量时,晶相为GdBO3。玻璃晶化后,随着Gd203含量的增加,析出主晶相由GdBO3转变为Gd4.67(Si04)30。钆溶于富硼相中形成钆的偏硼酸结构,剩余钆溶于富硅相中破坏硅氧网络结构,产生非桥氧键(NBO),形成Q2和Q3基团。同时,钆离子团簇优先形成于富硼相中,当Gd203含量高(x≥37.5%)时,富硅相中才出现钆离子团簇。当x=32.5mol%时,玻璃中的NBO含量达到最大值,此时,玻璃网络结构致密度最低,与堆积密度的测试结果一致。利用差热分析(DSC)和热膨胀曲线分析确定了较佳配方基础玻璃的核化晶化温度制度。通过X射线衍射(XRD)分析、扫描电子显微镜(SEM)及能谱(EDS)分析等方法对基础玻璃在热处理后的失透及析晶行为进行了研究。结果表明：阶梯温度制度在阻止玻璃失透,扩大玻璃的相对稳定区方面明显优于等温温度制度;在840℃核化600min后,有利于基础玻璃在较低温度下析晶,且可阻止基础玻璃的失透;基础玻璃经热处理后析出主晶相均为雪花状或针枝状磷灰石结构钆硅酸盐团簇,化学式为Gd4.67(SiO4)3O,其它元素如B、Ce、 Sb等能固溶进主晶相,团簇分布极不均匀;基础玻璃经热处理后的失透行为既与玻璃的宏观分相有关,又与晶相的析出形貌及分布有关。

关键词：微晶玻璃 Gd2O3 基础玻璃晶化失透分相

高放废液玻璃固化玻璃配方及固化玻璃性能研究

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中国核科技报告 1992年 338-353页

作者：黄维纲北京核工程研究设计院

介绍了由三元体系到多元体系的硼硅酸盐基础玻璃,并用基础玻璃包熔废物氧化物。在包熔无硫酸盐的废物氧化物时,在多种配方中优选出704~#配方,包熔量达(20～30)％Wt。在研究含SO的高放废液时,用3种硼硅酸盐基础玻璃包熔。分析结果表明,... 详细信息

介绍了由三元体系到多元体系的硼硅酸盐基础玻璃,并用基础玻璃包熔废物氧化物。在包熔无硫酸盐的废物氧化物时,在多种配方中优选出704~#配方,包熔量达(20～30)％Wt。在研究含SO的高放废液时,用3种硼硅酸盐基础玻璃包熔。分析结果表明,固化玻璃中SO含量为(0.3～0.6)％wt,加入的SO,除部分进入固化玻璃和挥发到尾气中以外,其余则以黄相形式出现在玻璃表面。黄相将浓集放射性元素,严重影响产品固化玻璃质量。本试验详细研究了黄相的组成和生成因素,并详细介绍了3种固化玻璃的综合性能。试验证明,704~#固化玻璃性能最佳,被部定为罐式玻璃固化工程规模试验材料。

关键词：基础玻璃废物多元体系玻璃配方玻璃固化磷酸盐玻璃高放废液

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高炉渣及含铅玻璃制备微晶玻璃

金属世界 2016年第5期 75-80页

作者：邓释禅李传辉王福明闫炳基文璐国宏伟北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 苏州大学沙钢钢铁学院江苏苏州215021

文章探究了以高炉渣与CRT玻璃(含铅)作为主要原料制备微晶玻璃的可行性,研究了最优原料配比,并分析确定了与之相对应的热处理制度。实验证明,在加入Ba O、Mg O、Al2O3、B2O3等试剂之后可以使基础玻璃发生晶化并在最优配比下可以制备出... 详细信息

文章探究了以高炉渣与CRT玻璃(含铅)作为主要原料制备微晶玻璃的可行性,研究了最优原料配比,并分析确定了与之相对应的热处理制度。实验证明,在加入Ba O、Mg O、Al2O3、B2O3等试剂之后可以使基础玻璃发生晶化并在最优配比下可以制备出内部晶化良好的微晶玻璃。同时,实验分析了与该组配比相对应的热处理制度,确定其核化温度为780℃,核化时间为30 min,晶化温度为920℃,晶化时间为90 min。综合研究认为在添加改性剂的情况下,可以利用高炉渣和含铅玻璃制备得到性能优良的微晶玻璃。

关键词：微晶玻璃高炉渣基础玻璃核化热处理制度晶化温度晶化处理转化温度综合研究改性剂

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利用钢渣研制微晶玻璃

北方轻工学报 1982年第0期 44-52页

作者：陈一鹏李秀梅

一、引言利用各种冶金工业废渣制造的微晶玻璃,统称矿渣微晶玻璃,在苏联称为“西塔尔”（Cuma）,在英国称为炉渣玻璃陶瓷（Slagceram）。它是近二十年来发展迅速的一种良好的结构材料。世界各国研制的矿渣微晶玻璃,多以高炉渣为主要原... 详细信息

一、引言利用各种冶金工业废渣制造的微晶玻璃,统称矿渣微晶玻璃,在苏联称为“西塔尔”（Cuma）,在英国称为炉渣玻璃陶瓷（Slagceram）。它是近二十年来发展迅速的一种良好的结构材料。世界各国研制的矿渣微晶玻璃,多以高炉渣为主要原料。高炉渣的化学成份比较稳定,且适应CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃组成的要求。利用金属和金属氧化物的含量比高炉渣高得多的钢渣制造微晶玻璃,则很少见到报导。钢渣因其硬度大,无法利用而成为公害。

关键词：微晶玻璃高炉渣高炉炉渣基础玻璃

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粉煤灰制备微晶玻璃的研究

山东科技大学学报（自然科学版） 2009年第5期28卷 63-66页

作者：姚树玉宋连峰张海洋步波韩野王士栋山东科技大学材料科学与工程学院山东青岛266510 山东三河口矿业有限公司山东济宁277605 山东天安矿业有限公司山东济宁273155

分析了利用粉煤灰制备微晶玻璃制品的意义,介绍了粉煤灰制备基础玻璃的原理、工艺和技术。利用DTA、XRD、金相分析等测试手段,研究了微晶玻璃的组织结构,实验结果表明合适的晶化处理工艺能够实现在多相复杂体系中制备出晶粒分布均匀、... 详细信息

分析了利用粉煤灰制备微晶玻璃制品的意义,介绍了粉煤灰制备基础玻璃的原理、工艺和技术。利用DTA、XRD、金相分析等测试手段,研究了微晶玻璃的组织结构,实验结果表明合适的晶化处理工艺能够实现在多相复杂体系中制备出晶粒分布均匀、结构致密的微晶玻璃。

关键词：粉煤灰基础玻璃微晶玻璃制备

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光学材料光学玻璃

中国光学 2005年第2期 89-91页

TQ171．1 2005021477 防辐射有机玻璃的研究与进展=Advances in radiation- shielding polymethy methacrylate[刊,中]／张桂敏(北京市射线应用研究中心．北京(100012)),郭建梅…//中南民族大学学报(自然科学版)．-2004,23(4)．-30-32 简述了国内外防辐射有机玻璃的研究与进展情况,详细介绍了含铅有机玻璃、含钡有机玻璃和含钆有机玻璃等各类防辐射有机玻璃的制备方法与性能差异。

关键词：有机玻璃防辐射热稳定性硅酸盐玻璃光学玻璃玻璃微珠透光率基础玻璃磷酸盐玻璃系列玻璃