金铜尾矿烧制微晶玻璃的制备与性能外文翻译资料

英语原文共 6 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

金铜尾矿烧制微晶玻璃的制备与性能

摘要：Au-Cu尾矿（ACT）是金矿开采的副产品，需要进一步处理，来减轻环境污染，如填埋，植物覆盖或当使用材料生产。本文研究了通过熔融法制备的微晶玻璃材料的制备和性质，以ACT作为原料，并且没有额外的成核剂。基础玻璃的成核和结晶温度通过差示扫描量热法（DSC）测定。微晶玻璃的微观结构和性能通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、抗折强度、显微硬度、线膨胀系数和磨损试验测定，从而获得最佳的配方组成和过程参数。结果表明，当ACT的利用率达77.56％（重量）时，可以很好地利用ACT以及使装饰微晶玻璃具有完美的性能。两个结晶相透辉石（（Mg _0.6 Fe _0.2 Al _0.2）Ca（Si _1.5 Al _0.5）O₆）和褐铁矿（Ca（Fe _0.821 Al_0.179）（SiAl _0.822 Fe _0.178 O₆）），形成在微晶玻璃样品中。所获得的微晶玻璃显示出最大弯曲的性质强度209.6MPa，密度3.23g / cm ³，硬度1008.7kgf / mm ²，耐磨性0.039mg / g。

关键词：微晶玻璃 金铜尾矿 制备 结构 性能

1 引言

如今，工业废物不仅种类繁多，而且量很大。这些工业废物占用了大量的土地，造成重大污染，这已成为很多国家的一个严重问题。废物利用是一种有吸引力的处置方法，可以减少甚至消除处置成本和潜在污染的同时增加资源保护。

采矿业尾矿是一种选矿后的固体工业废弃物。 尾矿类型很多，如铁尾矿^[1-3]、金尾矿^[4,5]、铜尾矿^[6]、磷酸盐尾矿^[7]、线性尾矿^[8]、和铝土矿尾矿^[9]。 几乎所有的尾矿都产生于矿产开采。 随着我国工业化的迅速发展，矿产资源的需求急剧增加。 但是，伴生矿资源的综合利用率不到20％ ，矿产资源总回收率只有 30％ ，即使在一些大型国有矿山企业开展了资源综合利用，也只占国有矿山的10％。随着矿物资源的日益减少和环境保护的呼声增多，尾矿的二次回收已经引起世界各国的注意^[3,10]。

微晶玻璃通常具有优异的耐磨性，热稳定性和耐化学性^[7,11-13]，因此已广泛应用于不同的行业，如冶金，化学工程和电气工程。微晶玻璃通常是指一种无机工程材料，其由热熔融物制备。微晶玻璃生产的主要原料包括天然矿物和工业废物（如高炉矿渣、钢渣、铜渣、粉煤灰和其他冶金渣）两种材料。

生产微晶玻璃将需要大量的矿物原料如传统建筑硅酸盐材料。如果采矿业尾矿可以用于微晶玻璃的开发和生产，不仅会减少对不可再生矿物资源的开采，而且还可以保护环境，促进生态的发展。通常 ACT通过开采金铜矿产生，具有低利用率。在这里作为微晶玻璃的原料，使用由大冶金矿有限公司提供的ACT废料的可能性已经得到了投资。在研究制备的样品的结构和性能之后，确定组成和热处理，并且以相对低的能量消耗和高的尾部利用率制备微晶玻璃。

2 实验

2.1 玻璃的原料和组成

将采矿业残渣转化为微晶玻璃产品是一种高质量，增值的资源回收技术。本研究中使用的ACT废料是由中国湖北省的大冶金矿有限公司提供。ACT被研磨成直径小于100mu;m的颗粒，利用原子吸收光谱法确定其组成（表1）。样品为碱性并含有丰富的CaO和MgO（约34％重量）。基于ACT的组成，我们选择CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂玻璃体系，因为它可以容纳大量的炉渣。

ACT的化学组成如表1所示。可以看出尾矿样品的主要成分是SiO ₂，CaO，Fe₂O₃，Al ₂O₃和MgO。该组合物具有低硅、高钙和高铁的特性，其通常属于CaO-MgO-Al₂O₃-SiO ₂系。在该系统中，辉石、硅灰石和硅藻土结晶相容易析出。硅灰石拥有优良的化学，机械和热性能，因为它的结构稳定^[7]。方柱石的性能差，辉石属于同晶系，由Ca，Mg，Fe和Al的偏硅酸盐矿物组成。其中，透辉石具有优异的机械强度、耐磨性、化学稳定性、稳定性，是完美的主晶相。由于微晶玻璃的化学成分要求相对较低，微晶玻璃中辉石相的Mg² 和Fe ² 之间的关系相对简单，并且它们都完全是同晶的，因此Mg² 和Fe² 可以在结晶过程中容易替代。研究表明^[17,18]主要结晶相随玻璃中Fe³ 的增加而变化，其中网络中存在足够的Fe³ 时，透辉石容易析出。因此，在本研究中，透辉石作为主要的结晶相比较容易实现。 此外，设计组成中不再引入成核剂，因为ACT含有足够的Fe₂O₃和少量TiO₂，两者都是完美的成核剂^[19]。 玻璃的组成根据CaO-MgO-SiO₂相图确定，Al₂O₃质量分数固定在5％^[20]。 表2显示了所研究的玻璃组成（包括ACT贡献），表3列出了ACT和氧化物的量（g）。 从表3中可以看出，100g玻璃氧化物中使用的ACT的量分别为65.00g，70.00g，75.00g和80.00g。 在总批料混合物中使用的ACT的百分比分别为62.85％（重量），67.74％（重量），72.67％（重量）和77.56％（重量），剩余部分由氧化物和碳酸盐（分析试剂）试剂提供。

2.2 基础玻璃的制备及热处理

2.2.1 基础玻璃的制备

按照表3所示的配方称量ACT和其它原料并均匀混合，然后置入高铝坩埚内于GMT-27

-4高温熔炼炉中在1480℃熔化2小时。 然后将熔体倒入预热至200-300℃的金属模具中以减少热冲击。 在这些样品冷却之前，脱模后的玻璃在600℃下退火1小时并缓慢冷却至室温，然后制备纯黑色基础玻璃样品。

2.2.2 基础玻璃的热处理

使用差示扫描量热法（DSC; STA449，NETZSCH）研究四组玻璃样品的热行为。 将小于20mg（粒径˂75mu;m）的样品置于Al₂O₃坩埚中，并以10℃/ min从室温加热至1000℃。 使用空的Al₂O₃坩埚作为具有20mu;V/ in的灵敏度的参考材料。 试验结果如图1所示。 在DSC分析的基础上，根据表4中列出的数据确定热处理温度。

2.2.3 结构测试与性能测试

将微晶玻璃研磨成粉末（晶粒尺寸小于75mu;m）。使用Cu K_alpha;辐射的X射线粉末衍射（XRD， D / MAX-IIIA，RIGAKU），在35kV和40mA条件下，扫描时间为10s。JCPDS卡用于从获得的X射线衍射图确定结晶相。使用场发射扫描电子显微镜（FESEM; ULTRA PLUS，Zeiss）观察微晶玻璃样品的微结构，将微晶玻璃样品抛光后，用5％HF蚀刻40s，然后预先干燥。 配备有能量色散X射线光谱（EDS）的透射电子显微镜（TEM; JEM2100F，JEOL）在200kV加速电压下操作。EDS用于鉴定微晶玻璃样品的微观元素组成。

对于微晶玻璃样品，还研究了包括体积密度，三点弯曲强度，硬度和线性热膨胀系数的物理性质。 使用蒸馏水作为介质，使用分析天平（AUY120）通过Archimedes方法测量样品的体积密度。 使用三点法在电动弯曲试验机（KZJ300N）上获得弯曲强度。通过维氏压痕法分析硬度。在显微观察仪（HVS-1000）上使用300g的负载和10s的负载时间测量维氏

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[138607]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

您可能感兴趣的文章

• y掺杂Li8ZrO6:一种高容量锂离子电池正极材料外文翻译资料
• 水泥基灌浆材料对半柔性沥青路面性能的影响外文翻译资料
• 溶胶-凝胶法制备不同Eu3 掺杂含量的Al2O3的结晶和发光性质外文翻译资料
• 溶胶-凝胶法制备的掺杂有Eu3 的氧化铝的结晶和发光性能外文翻译资料
• 具有高圆偏振光致发光的手性二维钙钛矿外文翻译资料
• N-杂环卡宾催化的对映选择性环化反应外文翻译资料
• 有机催化不对称N-磺酰基酰胺C_N钡活化以获 取轴向手性联芳基氨基酸外文翻译资料
• 用于钠离子存储的空心Mxene球体和三维多孔MXene结构.外文翻译资料
• 深共熔溶剂中铜基Sn-Co-Ni和Sn-Co-Zn合金镀层的电沉积及其表征外文翻译资料
• 工作在类合金模型的两个非富勒烯受体，使三元有机 太阳能电池的效率超过17%外文翻译资料