利用煤矸石制備泡沫陶瓷的研究

婁廣輝，金 彪，姜衛(wèi)國，王 治

(1.河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司,鄭州 450002;2.河南城建學(xué)院,平頂山 467036)

0 引 言

泡沫陶瓷是一種具有輕質(zhì)高強(qiáng)、抗化學(xué)腐蝕、阻燃、成本低廉、使用周期長、導(dǎo)熱系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)的新型保溫阻燃材料，常被用于保溫阻燃、催化劑載體、凈化分離器、抗爆防護(hù)工程、生物材料和防火材料等領(lǐng)域。上世紀(jì) 70 年代美國率先制備出泡沫陶瓷過濾器以后，泡沫陶瓷的研發(fā)和應(yīng)用受到了廣泛關(guān)注[1]。近年來，利用廢陶瓷[2]、尾礦[3-4]、拋光渣[5-6]、赤泥[7]、粉煤灰[8-9]等固體廢棄物制備泡沫陶瓷得到了學(xué)者們極大的重視。目前已成功研制出應(yīng)用于不同行業(yè)的泡沫陶瓷，如氧化鋁[10-11]、鎂鋁尖晶石[12]、氮化硅[13]、莫來石[14-15]、鋯剛玉-莫來石[16]、硼化物[17]等耐高溫泡沫陶瓷。

煤矸石是開采煤炭過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，我國每年新增煤矸石約3.7～6.6億噸，產(chǎn)量居世界首位，全國有超過1 700個(gè)煤矸石山，累積堆存量達(dá)到45～50億噸[18]。煤矸石若不做處理，直接進(jìn)行填埋或露天堆放，不僅占用大量的土地，而且煤矸石中的放射性元素、重金屬和多環(huán)芳烴化合物等有害物質(zhì)會(huì)對(duì)土壤、河流和地下水造成污染，煤矸石自燃釋放出的二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等有害氣體會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成污染，危害人體健康。目前我國煤矸石的整體利用率約為 65%，其中用于制備建筑材料的煤矸石占總利用量的12%，煤矸石的資源化問題亟待解決[19]。

本文首先對(duì)煤矸石的化學(xué)成分、物相組成進(jìn)行分析，然后以煤矸石和低品位鋁礬土為主要原料制備泡沫陶瓷，并對(duì)所制得泡沫陶瓷的密度、強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)等性能進(jìn)行研究。……