การใช้ gangue ถ่านหินในด้านวัสดุเซรามิกหนาแน่น

ก้อนถ่านหินคือหินที่ติดอยู่ในรอยต่อของถ่านหิน และยังเป็นของเสียในกระบวนการทำเหมืองถ่านหินและการชะล้างถ่านหินอีกด้วย ปัจจุบัน กองถ่านหินที่สะสมในประเทศมีจำนวนสูงถึงหลายพันล้านตัน ซึ่งสร้างความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อระบบนิเวศสิ่งแวดล้อม ในฐานะที่เป็นทรัพยากรที่รีไซเคิลได้ ก้อนถ่านหินถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในหลายสาขา

จากการวิจัยพบว่าส่วนประกอบหลักในแก็งถ่านหินคืออะลูมินาและซิลิกา และสารประกอบเหล่านี้เป็นวัตถุดิบที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตเซรามิก ก้อนถ่านหินเองก็มี micropores จำนวนมากและมีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงเช่นกัน ดังนั้น gangue ถ่านหินสามารถใช้ในการเตรียมเซรามิกและวัสดุอื่นๆ ที่มีคุณสมบัติดีเยี่ยม เช่น ความแข็งแรงเชิงกลสูง ความต้านทานการกัดกร่อนของกรดและด่าง และอายุการใช้งานยาวนาน

1. มัลไลท์หนาแน่นและวัสดุผสม

มัลไลท์ (3Al2O3·2SiO2) เป็นวัสดุทนไฟคุณภาพสูงที่มีความหนาแน่นสูง ทนต่อแรงกระแทกจากความร้อนได้ดี ต้านทานการคืบได้ดี ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่ำ และองค์ประกอบทางเคมีที่เสถียร ในประเทศของฉัน มีมัลไลท์ธรรมชาติสำรองอยู่ไม่กี่แห่ง และมัลไลท์ส่วนใหญ่สังเคราะห์ขึ้นเอง โดยทั่วไปจะใช้ดินขาวและผงอลูมินาเป็นวัตถุดิบ และเตรียมวัสดุมัลไลท์ด้วยการเผาผนึกหรืออิเล็กโทรฟิวชัน เนื่องจากเนื้อหาของแร่เคโอลิไนต์ใน gangue ของถ่านหินโดยทั่วไปสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 90% ดังนั้นวัสดุคอมโพสิตของมัลไลท์และมัลไลท์ที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมสามารถเตรียมได้โดยการผสม gangue กับวัสดุเสริมเช่น Al2O3 และการเผาที่อุณหภูมิสูง ประเทศของฉันมีความก้าวหน้าในการเตรียมมัลไลท์และวัสดุผสมจากแก็งค์ถ่านหิน

การใช้บอกไซต์ที่มีอลูมินาสูงเป็นวัตถุดิบหลัก ร่วมกับแก็งถ่านหินและ Al2O3 จำนวนเล็กน้อยเพื่อเตรียมปูนเม็ดมัลไลท์ การวิจัยพบว่าปูนเม็ดมัลไลท์ที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมสามารถยิงที่อุณหภูมิ 1,700 °C และความพรุนที่เห็นได้ชัดน้อยกว่า 25 % ความหนาแน่นรวม ≥ 2.75g/cm3

แก็งค์ถ่านหินดองถูกใช้เป็นวัตถุดิบหลัก ซึ่งผสมกับอลูมินาอย่างเท่าๆ กัน และมัลไลท์เตรียมโดยการเผาผนึกในสถานะของแข็ง ในตอนแรกจะเพิ่มขึ้นแล้วลดลงเล็กน้อย ดังนั้นควรควบคุมเวลาในการเตรียมมัลไลท์ภายใน 2 ชั่วโมง

ใช้บอกไซต์และถ่านหิน gangue เป็นวัตถุดิบหลัก วานาเดียมเพนทอกไซด์ (V2O5) และอลูมิเนียมฟลูออไรด์ (AlF3) เป็นสารเติมแต่ง คริสตัลที่มีเฟสผลึกหลักคือเฟสมัลไลท์ถูกเตรียมโดยปฏิกิริยาในสถานะของแข็ง การวิจัยแสดงให้เห็นว่า: เมื่อผสมอะลูมิเนียม เมื่อบอกไซต์และซิลิกอน-อะลูมินาใน gangue ของถ่านหินผสมกันที่อัตราส่วนโมลาร์ 2:3.05 ความแข็งแรงและความแข็งของวัสดุมัลไลท์ที่เตรียมได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ และประสิทธิภาพการทำงานจะดีที่สุด ความหนาแน่นของปริมาตรสูงถึง 2.3g/cm3 ความพรุนที่มองเห็นคือ 23.6% อัตราการดูดซึมน้ำคือ 10.55% และความแข็งแรงดัดคือ 114MPa

วัสดุคอมโพสิตแก้วซิลิกาสูงที่มีมัลไลท์ประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์โดยใช้แก็งถ่านหินและดินขาวเป็นวัตถุดิบ และเติมโพแทสเซียมเฟลด์สปาร์ จากการศึกษาพบว่าอุณหภูมิการเผาของส่วนผสมโดยไม่เติมโพแทสเซียมเฟลด์สปาร์สูงกว่า 1,590°C ในขณะที่อุณหภูมิการเผาของส่วนผสมที่มีอัตราส่วน K2O 1.5% และการเติมโพแทสเซียมเฟลด์สปาร์สามารถลดลงเหลือ 1,530°C ดังนั้นการเติมโพแทสเซียมเฟลด์สปาร์จำนวนหนึ่งลงในส่วนผสมจึงสามารถลดอุณหภูมิในการเผาได้

การใช้ Gangue ถ่านหินเป็นวัตถุดิบ Gangue จะถูกกระตุ้นโดยการกำจัดสิ่งเจือปน การเผา และกระบวนการอื่น ๆ และวัสดุผงคอมโพสิตนาโนมัลไลท์นั้นเตรียมโดยการตกผลึกด้วยความร้อนด้วยความร้อน ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าเฟสคอมโพสิตนาโนมัลไลท์ถูกเตรียมจากผงถ่านกัมมันต์ภายใต้สภาวะความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ 2-4 โมล/ลิตร อุณหภูมิการกวน 80-90°C การเก็บรักษาความร้อน 3 ชั่วโมง และอัตราส่วนของเหลวต่อของแข็ง 10mL/g. ผง ผงคอมโพสิตนาโนมัลไลท์มีผลการตกผลึกที่ดี ซึ่งส่วนใหญ่เป็นผลึกเรียงเป็นแนว ความยาวของเกรนคือ 50 นาโนเมตร และอัตราส่วนกว้างยาวเฉลี่ยถึง 3.5

2. เซียลอนหนาแน่นและวัสดุผสม

ด้วยการใช้ gangue ถ่านหินอลูมินาสูง ผงเข้มข้นของเหล็ก และผงโค้กเป็นวัตถุดิบ วัสดุคอมโพสิตหนาแน่น Fe-Sialon ถูกเตรียมด้วยวิธีไนไตรดิงลดคาร์บอเทอร์มอลที่อุณหภูมิ 1,400-1,550°C เป็นเวลา 4 ชั่วโมง พบว่าปริมาณถ่านโค้กเกิน 10% 1 วัสดุ Fe-Sialon หนาแน่นที่เตรียมที่อุณหภูมิ 1,500 ℃ เป็นเวลา 4 ชั่วโมงมีการกระจายเมล็ดข้าวที่สม่ำเสมอที่สุดและประสิทธิภาพที่ดีที่สุด

ด้วยการใช้ gangue ถ่านหินและดินเหนียวธรรมชาติเป็นวัตถุดิบหลัก กระบวนการขึ้นรูปคอลลอยด์ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างรูปร่างสีเขียว และวัสดุเซรามิกความหนาแน่นเชิงประกอบ β-Sialon/SiC ได้รับการสังเคราะห์โดยกระบวนการไนไตรดิงลดคาร์บอเทอร์มอลได้สำเร็จ การศึกษาพบว่ากระบวนการที่เหมาะสมที่สุดของการขึ้นรูปแบบคอลลอยด์สามารถนำมาใช้ในการผลิตตัวสีเขียวที่มีความหนาแน่นสูงถึง 1.12g/cm3 และสามารถผลิตวัสดุคอมโพสิต β-Sialon/SiC ที่มีความหนาแน่นได้หลังจากการเผาผนึก