煤气化细灰熔渣制备泡沫微晶玻璃
周丽
任强强
崔瑞芳
李林宣
李伟
中国科学院工程热物理研究所 煤炭高效低碳利用全国重点实验室,北京 100190;中国科学院大学,北京 100049
摘要：由于缺乏成熟的大规模工业化处置技术,大量堆存的煤气化细灰造成严重的环境污染和资源浪费.流化熔融处置煤气化细灰可实现碳灰分离和灰分的改性提质,使灰分转变为富硅铝元素的玻璃相熔渣;泡沫微晶玻璃由于其特殊的玻晶交织结构使其具有良好的机械性能和保温隔热性能,确立了熔渣制备泡沫微晶玻璃的高值化利用思路.以煤气化细灰熔渣为原料,采用无机凝胶铸造工艺制备泡沫微晶玻璃,研究了主要工艺参数预固化时间和烧结温度对泡沫微晶玻璃析晶特性、孔结构和抗压强度的影响.结果表明:泡沫微晶玻璃析晶特性和孔结构与烧结温度、预固化时间均呈现相关性.较高的烧结温度可促进烧结过程中晶相析出进而强化泡沫微晶玻璃的抗压强度.预固化时间影响泡沫玻璃胚体的网络结构,导致晶相析出时克服的阻力不同,从而影响晶相种类.预固化时间 30 min时,泡沫玻璃胚体在烧结析晶过程中易发生大孔径孔隙坍塌.抗压强度随孔隙率的增大而减小,随孔径增加呈非线性减小.预固化时间为90 min时,可获得良好的孔隙结构.抗压强度受到析晶特性和孔隙结构特性的共同作用.烧结温度900℃时可强化抗压强度,尤其是预固化时间 90 min时,泡沫微晶玻璃的抗压强度为3.77 MPa;而700 和800℃时,抗压强度是否增大与预固化时间相关.预固化时间60 min、烧结温度 900℃时,析出大量晶体,孔隙率为 66.20%且孔径均匀分布,抗压强度为1.40 MPa.
关键词：熔渣泡沫微晶玻璃预固化时间烧结温度孔隙结构抗压强度
分类号：TB321(工程材料学)
资助基金：中国科学院战略性先导科技专项(XDA29020300)中国科学院稳定支撑基础研究青年团队计划资助项目(YSBR-028)
论文发表日期：2024-07-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 69-77 )
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