彩色陶粒的制备及其性能研究

发布时间：2017-03-19 19:01

  本文关键词：彩色陶粒的制备及其性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：陶粒作为一种人造轻骨料,以其轻质、高强、保温隔热等优良性能被广泛地应用于食品、化工、石油、废水处理、建筑材料等行业。彩色陶粒作为陶粒的一个特殊品种,因其色彩艳丽、外观精美而更广泛地应用于园林、花盆表土装饰、道路铺设等领域。随着人民物质水平的提高,对美化环境要求也越来越高,色彩鲜亮的彩色陶粒也将为人民未来的美好生活锦上添花。本论文主要研究一次性成型的彩色陶粒的制备过程,分析其应用性能。在研究过程中,为充分利用固体废弃物,根据陶粒对原料成分的具体要求,特意选用了金尾矿作为主要原料烧制彩色陶粒。因此该论文的研究不仅扩大了陶粒的实用范围而且也为固体废弃物金尾矿提供了新的发展空间,对国家的经济发展的起到一定的推动作用。本论文的主要研究内容如下:1.对彩色陶粒制备所需的原料进行性能测试,分析了金尾矿和黄河淤沙的化学成分、矿物组成、热性能、颗粒粒度,并对金尾矿、黄河淤沙制备彩色陶粒的制备工艺流程进行了描述。2.进行烧制彩色陶粒试烧试验研究,在原料中分别添加显色元素氧化物Co2O3、Cr2O3、Cr2O3-SnO2、Fe2O3、Cr2O3-Co2O3、MnO2进行试烧制备。通过试烧实验初步确定原料组成及温度制度对陶粒呈色的影响。结果表明,添加Co2O3可以得到蓝色陶粒;添加Cr2O3可以得到绿色和红褐色陶;添加Cr2O3、SnO2可以得到绿灰色和暗紫色陶粒;添加Fe2O3可以得到红褐色陶粒;混合添加Cr2O3、Co2O3可以得到孔雀绿色陶粒;添加MnO2可以得到棕褐色陶粒。焙烧温度对颜色无较大影响。3.重点研究添加Co2O3、Cr2O3、Cr2O3-SnO2三种彩色陶粒的最佳原料配比以及烧成方案。分别设计两组正交试验。结果表明:(1)以金尾矿、黄河淤沙、Al2O3为基础配料,天蓝色陶粒的最佳配比为:Co2O3:MgO:ZnO为3:8:6,最佳烧成方案为添加煤粉量为2%,最佳烧成制度为预烧温度500℃,预烧15分钟,焙烧温度1270℃,焙烧时间25分钟,按此方案烧制陶粒,其堆积密度为704kg·m-3,筒压强度为17.8MPa,吸水率为7.5%,表观密度为1421kg·m-3;(2)以金尾矿、黄河淤沙、Al2O3为基础配料,铬绿色陶粒的最佳配比为:Cr2O3:MgO:ZnO为5:8:0,最佳烧成方案为添加煤粉量为2%,最佳烧成制度为预烧温度500℃,预烧15分钟,焙烧温度1150℃,焙烧时间25分钟。按此方案烧制陶粒,其堆积密度为714kg·m-3,筒压强度为13.4MPa,吸水率4.5%,表观密度为1451kg·m-3;(3)以金尾矿、黄河淤沙、Al2O3为基础配料,暗紫红色陶粒的最佳配比为:Cr2O3:SnO2:CaCO3:H3BO3为1:15:12:3,最佳烧成方案为添加煤粉量为2%,最佳烧成制度为预烧温度500℃,预烧15分钟,焙烧温度1140℃,焙烧时间20分钟。按此方案烧制陶粒,堆积密度为934kg·m-3,筒压强度为14.6MPa,吸水率8.5%,表观密度为1954kg·m-3。
【关键词】：彩色陶粒 焙烧 金尾矿 制备
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ170.1
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 陶粒概述11-12
• 1.2 陶粒研究现状12-16
• 1.2.1 国外陶粒发展状况12-13
• 1.2.2 国内陶粒发展状况13-16
• 1.3 研究内容与意义16-19
• 第二章 烧制彩色陶粒的原料及方法探究19-35
• 2.1 制备彩色陶粒的原料要求19-22
• 2.1.1 制备彩色陶粒的基础原料要求19-21
• 2.1.2 显色元素的选择及呈色助剂的选择21-22
• 2.2 原料的理化特性研究22-25
• 2.2.1 金尾矿22-24
• 2.2.2 黄河淤沙24-25
• 2.2.3 煤粉25
• 2.3 试验过程所用其他原料及设备25-26
• 2.4 彩色陶粒的制备试验流程及测试26-27
• 2.5 彩色陶粒的试烧制备及焙烧温度的影响27-33
• 2.5.1 彩色陶粒的试烧制备27-32
• 2.5.2 焙烧温度对陶粒颜色的影响探究32-33
• 2.6 本章小结33-35
• 第三章 添加钴元素的彩色陶粒研究35-53
• 3.1 钴元素呈色影响因子正交实验35-39
• 3.1.1 实验设计35-36
• 3.1.2 正交实验结果分析36-39
• 3.1.2.1 宏观分析37-38
• 3.1.2.2 微观分析38-39
• 3.2 钴元素烧成制度正交实验39-52
• 3.2.1 实验设计39-41
• 3.2.2 钴元素的陶粒烧成制度正交实验结果分析41-52
• 3.3 本章小结52-53
• 第四章 添加铬元素的彩色陶粒研究53-69
• 4.1 铬元素呈色影响因子正交实验53-58
• 4.1.1 实验设计53-54
• 4.1.2 正交实验结果分析54-58
• 4.1.2.1 宏观分析55
• 4.1.2.2 微观分析55-58
• 4.2 铬元素烧成制度正交实验58-68
• 4.2.1 实验设计58-59
• 4.2.2 添加铬元素的陶粒烧成制度正交实验结果分析59-68
• 4.3 本章小结68-69
• 第五章 添加铬/锡元素的彩色陶粒研究69-85
• 5.1 铬/锡元素呈色影响因子正交实验设计69-73
• 5.1.1 实验设计69-70
• 5.1.2 正交实验结果分析70-73
• 5.1.2.1 宏观分析71
• 5.1.2.2 微观分析71-73
• 5.2 铬/锡元素烧成制度正交实验设计73-83
• 5.2.1 实验设计73-74
• 5.2.2 添加铬/锡元素的陶粒烧成制度正交实验结果分析74-83
• 5.3 本章小结83-85
• 第六章 结论85-87
• 参考文献87-91
• 致谢91-92
• 附录92

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