本文關(guān)鍵詞：利用硼泥合成鐵酸鎂—鎂橄欖石材料的研究

  更多相關(guān)文章： 硼泥 綜合利用 鐵酸鎂 鎂橄欖石

【摘要】：硼泥是工業(yè)上以硼鎂礦石為原料利用碳堿法生產(chǎn)硼砂、硼酸等硼產(chǎn)物后產(chǎn)生的廢渣。隨著我國硼工業(yè)的發(fā)展,硼泥堆積如山,占用大量的土地資源,也嚴(yán)重破壞區(qū)域生態(tài)環(huán)境。因此,針對硼泥的綜合治理已迫在眉睫,開發(fā)出一條可持續(xù)發(fā)展的新途徑成為了一個亟待解決的問題。本文根據(jù)硼泥富含MgO和SiO2成分的特性,提出了利用硼泥合成鐵酸鎂-鎂橄欖石材料的想法,將硼泥制備成具有高附加值的新產(chǎn)品,作為低溫蓄熱材料應(yīng)用在電暖氣、空調(diào)等領(lǐng)域。本文以遼寧省大石橋地區(qū)的廢棄硼泥為主要原料,輔以輕燒鎂粉和鐵磷,以紙漿廢液為結(jié)合劑,分別在1400℃~1550℃溫度下保溫3h燒成,通過固相反應(yīng)合成鐵酸鎂-鎂橄欖石材料。利用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡對燒后試樣的晶相組成及微觀結(jié)構(gòu)等性能進(jìn)行檢測與分析,并對最后所合成材料的蓄熱性能進(jìn)行檢測與表征。研究結(jié)果表明:通過對燒后試樣的外觀、顯氣孔率和體積密度進(jìn)行的檢測與分析,首先確定了原料中MgO:Fe2O3的最佳質(zhì)量比為40:60,然后以此比例設(shè)定新的配方進(jìn)行鐵酸鎂-鎂橄欖石材料的合成,通過XRD和SEM分析確定了最優(yōu)的原料配比為:硼泥占31wt%,輕燒鎂粉占28wt%,鐵磷占41wt%,最佳的燒結(jié)溫度為1450℃。所合成的材料以鐵酸鎂和鎂橄欖石的結(jié)合相作為主要礦物組成,各晶相的含量為鐵酸鎂占54.3wt%、鎂橄欖石占14.1wt%、方鎂石占19.2wt%、磁鐵礦占10.5wt%、鈣鎂橄欖石占1.9wt%。最后對試驗所合成的材料進(jìn)行了相關(guān)蓄熱性能的檢測與表征,以確保此合成材料可以作為蓄熱材料使用,性能檢測結(jié)果為:體積密度為4.02g/cm3,氣孔率為12.3%,常溫耐壓強(qiáng)度為109MPa,熱膨脹系數(shù)為8.2×10-6℃-1(25~1300℃),比熱容為0.7859 KJ/(Kg·℃)(300℃),導(dǎo)熱系數(shù)為3.6W/(m·K)(300℃),符合蓄熱材料使用的性能要求。本文創(chuàng)新性地提出利用硼泥合成鐵酸鎂-鎂橄欖石材料,作為低溫蓄熱材料使用的這一想法是切實可行的,不僅能解決硼泥污染環(huán)境的問題,還能充分利用資源,獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益,且對硼泥的綜合治理又提出了一條新的工藝途徑,還可實現(xiàn)硼工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,是一個很有發(fā)展前景的新的研究方向。
【關(guān)鍵詞】：硼泥 綜合利用 鐵酸鎂 鎂橄欖石
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB33
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 引言10-11
• 1. 文獻(xiàn)綜述11-23
• 1.1 硼泥11-15
• 1.1.1 硼泥的簡介11-12
• 1.1.2 硼泥的國內(nèi)外研究與應(yīng)用現(xiàn)狀12-15
• 1.1.3 硼泥綜合利用的展望15
• 1.2 蓄熱材料15-18
• 1.2.1 蓄熱技術(shù)與蓄熱材料的簡介15-16
• 1.2.2 蓄熱材料的分類及其特點16-17
• 1.2.3 蓄熱材料的性能要求17
• 1.2.4 蓄熱材料的應(yīng)用研究與展望17-18
• 1.3 鐵酸鎂18-21
• 1.3.1 鐵酸鎂的生成機(jī)理18-20
• 1.3.2 鐵酸鎂的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)20
• 1.3.3 鐵酸鎂的應(yīng)用20-21
• 1.4 本課題的研究意義、主要內(nèi)容和創(chuàng)新點21-23
• 1.4.1 研究的意義21
• 1.4.2 主要內(nèi)容21-22
• 1.4.3 創(chuàng)新點22-23
• 2. MgO·Fe_2O_3相的合成熱力學(xué)分析23-25
• 2.1 合成MgO·Fe_2O_3相的吉布斯自由能的計算23-24
• 2.2 MgO·Fe_2O_3相的合成熱力學(xué)分析24-25
• 3. 實驗原料與方法25-29
• 3.1 試驗原料25
• 3.2 試驗設(shè)備25-26
• 3.3 試驗方案26
• 3.4 試驗流程26-27
• 3.5 性能檢測27-29
• 3.5.1 常溫耐壓強(qiáng)度27
• 3.5.2 顯氣孔率與體積密度27-28
• 3.5.3 X射線衍射28
• 3.5.4 掃描電子顯微鏡檢測28-29
• 4. 原料中MgO:Fe_2O_3的最佳質(zhì)量比的確定29-38
• 4.1 試驗內(nèi)容29-30
• 4.2 性能檢測與分析30-37
• 4.2.1 顯氣孔率與體積密度30-31
• 4.2.2 X射線衍射分析31-34
• 4.2.3 掃描電鏡分析34-37
• 4.3 本章小結(jié)37-38
• 5. 鐵酸鎂－鎂橄欖石材料的合成及性能表征38-55
• 5.1 實驗內(nèi)容38-39
• 5.2 鐵酸鎂－鎂橄欖石材料的微觀結(jié)構(gòu)與物相分析39-50
• 5.2.1 鐵酸鎂－鎂橄欖石材料的物相分析39-46
• 5.2.2 鐵酸鎂－鎂橄欖石材料的微觀結(jié)構(gòu)分析46-49
• 5.2.3 鐵酸鎂－鎂橄欖石材料中主晶相鐵酸鎂的合成百分比49-50
• 5.3 鐵酸鎂－鎂橄欖石材料的蓄熱性能檢測與表征50-53
• 5.3.1 耐壓強(qiáng)度50-51
• 5.3.2 熱膨脹系數(shù)51-52
• 5.3.3 密度和比熱容52-53
• 5.3.4 導(dǎo)熱系數(shù)53
• 5.4 本章小結(jié)53-55
• 6. 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況59-60
• 致謝60-61
• 作者簡介61-62

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 李靜;申寧;汪琦;陳樹江;;鐵酸鎂生成反應(yīng)非等溫動力學(xué)[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2008年09期

2 張朝,張朝平,姚美蘭,趙剛;超細(xì)鐵酸鎂微粒的制備和性能研究[J];精細(xì)化工;2003年08期

3 呂維忠,劉波,游新奎,李均欽;超聲波化學(xué)法合成納米鐵酸鎂粉末[J];電子元件與材料;2005年02期

4 李江鋒;楊�？�;王百年;楊彥;袁新松;;納米鐵酸鎂對軟PVC阻燃性能的影響[J];安徽化工;2011年05期

5 ;[J];;年期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 牛迪;利用硼泥合成鐵酸鎂—鎂橄欖石材料的研究[D];遼寧科技大學(xué);2016年

2 申寧;鐵酸鎂生成過程的熱分析研究[D];遼寧科技大學(xué);2006年

，

本文編號：862468