本文關(guān)鍵詞：離子型稀土尾砂制備陶瓷透水磚及性能研究

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【摘要】：我國(guó)稀土資源儲(chǔ)量豐富,然而開(kāi)采后產(chǎn)生的稀土尾砂給當(dāng)?shù)匾约案浇鼌^(qū)域的生態(tài)環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來(lái)了嚴(yán)重影響,也是對(duì)資源的一種浪費(fèi)。陶瓷透水磚作為一種新型城市地面裝飾材料,具有良好的透水性和保水性,能有效的緩解城市地表硬化帶來(lái)的地下水位下降和城市“熱島”效應(yīng)。本文以贛南離子型稀土尾砂提取高嶺土后的二次尾砂為主要原料,添加適量高溫粘結(jié)劑,采用壓制成型法制備陶瓷透水磚。研究了稀土尾砂顆粒級(jí)配、高溫粘結(jié)劑種類(lèi)和配比以及稀土尾砂的用量對(duì)陶瓷透水磚的性能影響,并在此基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)燒成溫度、保溫時(shí)間和成型壓力制備工藝的改進(jìn),獲得了具有高抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度,良好透水系數(shù)、保水性的陶瓷透水磚。為稀土尾砂的資源化利用提供一條新途徑,在可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)呼聲日益高漲的今天,具有顯著的社會(huì)效益和推廣應(yīng)用價(jià)值。本文采用顆粒堆積法制備陶瓷透水磚,其中顆粒級(jí)配的設(shè)計(jì)是獲得為了獲得透水系數(shù)高、保水性好的陶瓷透水磚的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。確定了最佳的顆粒搭配比例為：A砂19wt%,B砂45wt%,C砂24.3wt%,D砂11.7wt%,此時(shí)二次尾砂整體利用率為86.1%。通過(guò)調(diào)整高溫粘結(jié)劑的種類(lèi)和配比,以單因素實(shí)驗(yàn)分別對(duì)低溫砂、黑滑石、石灰石三種高溫添加劑對(duì)陶瓷透水磚性能的影響進(jìn)行研究,采取正交實(shí)驗(yàn)法對(duì)三種高溫粘結(jié)劑綜合分析,確定了高溫粘結(jié)劑最佳配比為：低溫砂4wt%、黑滑石4.5wt%、石灰石10wt%。對(duì)稀土尾砂使用量研究發(fā)現(xiàn),制備陶瓷透水磚的最大稀土尾砂使用量為79wt%。在此基礎(chǔ)上,對(duì)制備工藝條件研究發(fā)現(xiàn),陶瓷透水磚的透水系數(shù)主要由內(nèi)部孔徑大小決定的。試樣燒成溫度從1200℃提高到1260℃,抗折強(qiáng)度逐漸增大,雖然孔隙率逐漸減小,但在1240℃試樣孔徑最大約為0.8mm,表現(xiàn)出最大的透水系數(shù)。保溫時(shí)間對(duì)其影響規(guī)律與燒成溫度相似,當(dāng)保溫時(shí)間為30min時(shí)表現(xiàn)出最大透水系數(shù)。提高成型壓力,會(huì)提升陶瓷透水磚的致密性,增大機(jī)械強(qiáng)度,同時(shí)孔徑變小,導(dǎo)致透水系數(shù)降低。優(yōu)化的制備工藝參數(shù)為：燒成溫度1240℃、保溫時(shí)間30min、成型壓力12MPa。制得透水磚樣品的抗折強(qiáng)度為5.5MPa,抗壓強(qiáng)度45.5MPa,透水系數(shù)為3.0×10-2cm/s,保水性1.28g/cm2。
【關(guān)鍵詞】：稀土尾砂 陶瓷透水磚 機(jī)械強(qiáng)度 透水系數(shù) 保水性
【學(xué)位授予單位】：景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ174.76
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 引言8-9
• 2 文獻(xiàn)綜述9-29
• 2.1 選題背景9-17
• 2.1.1 尾礦資源形勢(shì)9-11
• 2.1.2 國(guó)內(nèi)外尾礦資源綜合利用與研究現(xiàn)狀11-15
• 2.1.3 稀土尾砂資源研究現(xiàn)狀15-17
• 2.2 透水磚概述17-20
• 2.3 透水磚國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-23
• 2.3.1 透水磚國(guó)外研究現(xiàn)狀20-21
• 2.3.2 透水磚國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀21-23
• 2.4 陶瓷透水磚的結(jié)構(gòu)控制23-28
• 2.4.1 添加造孔劑理論23-24
• 2.4.2 顆粒堆積理論24
• 2.4.3 陶瓷透水磚的強(qiáng)度24-26
• 2.4.4 陶瓷透水磚透水系數(shù)26-28
• 2.5 本課題的研究目的、意義和內(nèi)容28-29
• 2.5.1 課題研究目的和意義28
• 2.5.2 研究?jī)?nèi)容28-29
• 3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程29-38
• 3.1 實(shí)驗(yàn)原料29
• 3.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備29-30
• 3.3 實(shí)驗(yàn)主要工藝流程30-32
• 3.3.1 高嶺土的提取30
• 3.3.2 添加造孔劑法30-31
• 3.3.3 顆粒堆積法31-32
• 3.4 性能測(cè)試及表征32-38
• 3.4.1 抗折強(qiáng)度測(cè)試32-33
• 3.4.2 抗壓強(qiáng)度測(cè)試33
• 3.4.3 孔隙率測(cè)試33-34
• 3.4.4 透水系數(shù)測(cè)定34-36
• 3.4.5 保水性的測(cè)定36-37
• 3.4.6 松堆密度的測(cè)定37-38
• 4 離子型稀土尾砂基本性質(zhì)的研究38-42
• 4.1 概述38
• 4.2 稀土尾砂粒徑組成38-39
• 4.3 稀土尾砂的礦物組成39-41
• 4.4 小結(jié)41-42
• 5 陶瓷透水磚的制備及性能研究42-72
• 5.1 添加造孔劑法制備陶瓷透水磚的研究42-44
• 5.2 顆粒堆積法制備陶瓷透水磚的研究44-52
• 5.2.1 制備陶瓷透水磚的稀土尾砂顆粒研究44-46
• 5.2.2 稀土尾砂顆粒級(jí)配對(duì)陶瓷透水磚性能的影響46-50
• 5.2.3 制備陶瓷透水磚的稀土尾砂顆粒搭配比例初步確定50-51
• 5.2.4 小結(jié)51-52
• 5.3 高溫粘結(jié)劑的種類(lèi)和配比對(duì)陶瓷透水磚性能的影響52-61
• 5.3.1 低溫砂對(duì)陶瓷透水磚性能的影響52-53
• 5.3.2 黑滑石對(duì)陶瓷透水磚性能的影響53-55
• 5.3.3 石灰石對(duì)陶瓷透水磚性能的影響55-57
• 5.3.4 最佳高溫粘結(jié)劑配比的確定57-60
• 5.3.5 小結(jié)60-61
• 5.4 稀土尾砂使用量對(duì)陶瓷透水磚性能的影響61-65
• 5.4.1 二次尾砂用量對(duì)陶瓷透水磚性能的影響61-63
• 5.4.2 2#稀土尾砂用量對(duì)陶瓷透水磚性能的影響63-64
• 5.4.3 小結(jié)64-65
• 5.5 制備工藝條件對(duì)陶瓷透水磚性能的影響65-70
• 5.5.1 燒成溫度對(duì)陶瓷透水磚的性能影響65-66
• 5.5.2 保溫時(shí)間對(duì)陶瓷透水磚的性能影響66-68
• 5.5.3 成型壓力對(duì)陶瓷透水磚的性能影響68-69
• 5.5.4 小結(jié)69-70
• 5.6 稀土尾砂整體利用率提高70-72
• 6 結(jié)論72-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-77

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本文編號(hào)：1020027