【摘要】：銅渣(CS)是火法冶煉銅的工業(yè)過程中產(chǎn)生的一種有色金屬渣,隨著對(duì)銅的需求量的增加,每年都會(huì)產(chǎn)生大量的銅渣。銅渣堆積不僅占用大量土地,而且會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成危害,因此如何大宗的高效綜合利用銅渣已成為當(dāng)前亟待解決的問題。本論文研究了銅渣與磷酸鹽在常溫下進(jìn)行反應(yīng)制備快凝早強(qiáng)的銅渣基鐵系磷酸鹽化學(xué)鍵合材料(IPCBC)。(1)通過試驗(yàn)確定銅渣基鐵系磷酸鹽化學(xué)鍵合材料的制備方案,當(dāng)采用磷酸二氫銨(ADP)作為磷源,水灰比為0.14,CS/ADP=4.0時(shí),試件的力學(xué)性能最高,其1d、3d、7d、28d的強(qiáng)度分別達(dá)到31.7MPa,38.2MPa,41.2MPa和42.8MPa。通過XRD、SEM和FT-IR等表征分析表明,IPCBC材料產(chǎn)物主要為磷酸鐵(Fe PO_4)、三聚磷酸鐵(Fe H_2P_3O_(10))和磷鐵銨礦物(NH_4Fe_2(PO_4)_2OH·2H_2O)等膠凝相產(chǎn)物。材料體系中膠凝相產(chǎn)物使大量的銅渣微粒粘結(jié)成整體,使材料具有一定的強(qiáng)度。(2)研究了硼砂、硼酸和三聚磷酸鈉摻量及其復(fù)合摻量對(duì)IPCBC材料性能的影響,結(jié)果表明:適當(dāng)?shù)呐鹕啊⑴鹚岷腿哿姿徕c摻量可延緩IPCBC材料的凝結(jié)時(shí)間和提升材料強(qiáng)度。(3)研究了IPCBC材料經(jīng)不同溫度處理后的性能變化,結(jié)果表明:采用磷酸二氫銨制備的IPCBC材料(ADP-IPCBC)在200℃時(shí)材料強(qiáng)度下降較大,在400℃-600℃時(shí)材料強(qiáng)度變化較小,在800-1200℃時(shí),由于燒結(jié)現(xiàn)象的發(fā)生,ADP-IPCBC材料強(qiáng)度出現(xiàn)較大的增長,經(jīng)1200℃處理后,ADP-IPCBC材料強(qiáng)度達(dá)到111.2MPa。采用磷酸二氫鉀(KDP)制備的IPCBC材料(KDP-IPCBC)強(qiáng)度隨著溫度的提升呈緩慢下降的態(tài)勢(shì),經(jīng)1200℃高溫處理后,KDP-IPCBC材料出現(xiàn)熔融現(xiàn)象,材料結(jié)構(gòu)破壞,強(qiáng)度基本喪失。(4)研究了ADP-IPCBC材料的抗水浸泡性能,經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)28d的試件在水中浸泡48h后的軟化系數(shù)為0.63,吸水率為8.16%,說明ADP-IPCBC材料在抗水浸泡性能方面存在不足,為提高ADP-IPCBC材料的耐水性,試驗(yàn)探究了粉煤灰摻量對(duì)提高ADP-IPCBC材料耐水性的影響,結(jié)果表明當(dāng)粉煤灰摻量為10%時(shí),可提高ADP-IPCBC材料的后期強(qiáng)度及耐水性。
【圖文】：

實(shí)驗(yàn)原料.1 銅渣本實(shí)驗(yàn)采用的銅渣來自云南銅業(yè)集團(tuán)的銅冶煉渣。銅渣(Copper Slag，，)，黑色固體，其主要化學(xué)組成見表 2.1，其中 Fe 含量可達(dá) 36.82%，結(jié)合學(xué)組成和 XRD 分析（圖 2.1），可得銅渣主要礦物相為鐵橄欖石（Fe2Si鐵礦（Fe3O4）。表 2.1 銅渣的化學(xué)組成Table 2.1 The chemical composition of copper slagItem Fe SiO2CaO MgO Al2O3SO3PbO ZnO MnO Cuntent/% 36.82 26.25 4.45 2.74 3.53 2.61 0.47 1.95 0.83 0.

工大學(xué)碩士學(xué)位論文灰主要礦物相為莫來石(Al6Si2O13)和石膏(CaSO42H2O)。表 2.2 粉煤灰的化學(xué)組成Table 2.2 The chemical composition of fly ashItem SiO2Fe2O3Al2O3MgO CaO SO3PbO ZnO MnOContent/% 36.82 26.25 4.45 2.74 3.53 2.61 0.47 1.95 0.83
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X758

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2627629