碳热还原法制备铁尾矿多孔陶瓷的结构与性能

摘要

以泥状细颗粒铁尾矿和石墨粉为原料,采用碳热还原法制备了铁尾矿多孔陶瓷,将尾矿中低热导率的氧化物和矿物相转变成高热导率的碳化物,克服高孔隙率多孔陶瓷热导率低的问题.采用控制变量法分析了铁尾矿多孔陶瓷的结构与性能及其影响因素.结果表明:铁尾矿多孔陶瓷的结构与性能受烧结温度和石墨含量影响较大,保温时间影响较小.通过改变试验条件,可以调控铁尾矿多孔陶瓷的性能指标,其显气孔率的变化范围是39.30％ ～82.30％,热导率变化范围是0.53～1.52 W/(m·K),抗压强度变化范围是0.78～15.02 MPa.热导率受孔隙率的影响远大于SiC生成量的影响,力学性能受孔隙率的影响较大.当石墨含量为25％、烧结温度为1600℃、保温时间为2 h时,铁尾矿多孔陶瓷的综合性能最优,其显气孔率为81.07％,热导率为0.58 W/(m·K),与相同孔隙率的普通铁尾矿多孔陶瓷相比,热导率提高了6.6倍.本研究为铁尾矿的高效利用提供了一种新思路.