利用辊棒废料制造研磨介质的研究

摘要

耐火材料废料(辊棒废料)是一种产量大而且又极难处理的废料。目前大部分无法利用的耐火材料废料(辊棒废料)堆积厂内外，既浪费资源，又占用了大量的耕地，只有少部分可以降级使用。因此回收这部分的耐火材料废料(辊棒废料)，对它们合理回收利用，使其再资源化已成为亟待解决的问题。本研究以辊棒废料为原料制备高性能的陶瓷研磨介质。由于研磨介质原料成本约占其生产成本的1/3至1/2，用耐火材料废料作原料可以使研磨介质的价格大幅下降。因此用辊棒废料作陶瓷研磨介质的原料，不但解决了辊棒废料难处理的问题，节约了矿物资源和能源，减少了环境污染，使这种目前不能有效处理的废料实现资源化及资源再生，对人类社会的可持续发展有利，还解决了研磨介质的原料价格问题，大大降低研磨介质的成本，对建筑卫生陶瓷的发展也有重要意义。 实验证明，利用辊棒废料为主要原料，配以其它的辅助原料，在CaO-MgO-Al2O3-SiO2体系内配料，采用等静压或手工成型以及低温快烧工艺，可以制造出磨损率低于市售研磨介质的高性能的陶瓷研磨介质。而且这种研磨介质的白度与高铝瓷不相上下。因此，利用辊棒废料制造研磨介质还可以达到低成本而高档化的目标。 本论文研究了硅酸铝质耐火材料中的辊棒废料制备研磨介质的各基本工艺过程和各工艺中的物理化学变化及相应的检测与表征。本论文还首次发现了陈腐对等静压成型瓷球性能的影响。等静压成型生产瓷球的流程中引入陈腐后，可以降低瓷球的烧结温度并可提高其耐磨性。并提出其作用机理是，在粉料球磨及静置陈腐的过程中，粉料与水分充分水化并形成了某种程度的结合键。这一过程最终可导致耐磨性的提高。 研究了等静压成型压力对瓷球烧结及性能的影响。通过手搓成型和等静压成型瓷球的比较，研究了成型方法对瓷球性能的影响。此外，还研究了不同铝含量对氧化铝瓷球烧结及性能的影响。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章引言

1.1研磨介质的概述

1.1.1研磨介质的定义、分类及用途

1.1.2氧化铝瓷球的简介

1.2我国氧化铝瓷球的市场及生产企业情况

1.2.1氧化铝瓷球的市场前景

1.2.2氧化铝瓷球的生产及企业情况

1.3氧化铝瓷球研究进展及技术现状

1.3.1材料磨损简介

1.3.2陶瓷材料磨损过程的研究

1.3.3氧化铝瓷球的磨损分析

1.3.4影响氧化锅瓷球耐磨性的因素

1.4论文选题的依据及意义

1.4.1我国铝土矿资源及氧化铝工业现状

1.4.2我国辊棒工业介绍

1.4.3本论文选题的意义

1.5本论文的研究思路

1.6本论文的研究内容

第2章实验部分

2.1实验原理

2.1.1配料体系

2.1.2成型方法

2.1.3烧结

2.2实验

2.2.1原料的制备

2.2.2配料

2.2.3球磨、混料

2.2.4瓷球的成型

2.2.5瓷球的煅烧

2.3测试

2.3.1瓷球吸水率的测定

2.3.2瓷球磨损率的测定

2.3.3瓷球体积密度的测定

2.3.4瓷球硬度的测试

2.3.5 XRD和SEM分析

2.3.6红外光谱分析

2.3.7差示扫描分析

2.3.8 Zeta电位分析

第3章结果与讨论

3.1以辊棒废料为主要原料的瓷球的制得

3.1.1最佳烧成温度的确定

3.1.2最佳保温时间的确定

3.1.3瓷球磨损率测试结果

3.1.4 X射线衍射分析(XRD)

3.1.5扫描电镜分析(SEM)

3.2成型方法对氧化铝瓷球烧结及性能的影响

3.2.1成型方法对瓷球烧结及力学性能的影响

3.2.2成型方法对瓷球磨损规律的影响

3.3成型压力对瓷球的烧结及其它性能的影响

3.3.1各压力点瓷球最低烧结温度时吸水率的比较

3.3.2成型压力对瓷球烧结的影响

3.3.3成型压力对瓷球密度的影响

3.3.4成型压力对瓷球的磨损率的影响

3.4陈腐对等静压成型瓷球的作用及其机理研究

3.4.1陈腐对等静压成型生产瓷球的影响

3.4.2陈腐对等静压成型瓷球影响机理的研究

3.5不同铝含量瓷球烧结及其性能的比较

3.5.1不同铝含量瓷球的烧结温度

3.5.2不同铝含量瓷球的密度

3.5.3不同铝含量瓷球的磨损率

第4章结论

参考文献

致谢

附录