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煤矸石、粉煤灰生产高附加值新材料技术研究 孙小卫邱长青张金青 (中国地质科学院尾矿利用技术中心) 摘要：工业废渣粉煤灰、煤矸石的大量排出已在许多地方造成资源浪费和环境的污染。通过对 粉煤灰、煤矸石进行适当的处理后按照一定的技术工艺过程，就可以使其变废为宝生产出高附加值 的新材料产品——建筑装饰用微晶玻璃、复合微晶玻璃板材。 关键词：粉煤灰、煤矸石 新材料 微晶玻璃 I引言 微晶玻璃是近年国际上发展起来的一种新材料。在建筑装饰材料开发的新产品微晶 玻璃。由于其具有强度高、抗磨损、耐腐蚀、耐风化、不吸水、无放射性污染等特性， 同时色调均匀，色差小，光泽柔和晶莹，表面致密无暇，其机械性能指标、化学稳定性、 耐久性和清洁维护方面均比天然石材优越，被广泛应用于建筑物内外墙、地面及廊柱等 高档装修饰面，如星级宾馆、商务中心、金融大厦和展览馆等建筑物。复合微晶玻璃板 是刚刚面世的一种新的高技术陶瓷产品，它是将特定组分的玻璃料复合在特制的陶瓷板 (砖)坯表面，通过高温晶化处理，在砖坯表面形成一定厚度的微晶玻璃面层；经过研 磨抛光切割处理，可使陶瓷砖表面达到零吸水、高光泽度、耐酸碱侵蚀和高强度的理化 性能。这种产品同时拥有石材、玻璃、陶瓷的特性，其良好的装饰效果、简单的施工要 求、低于石材和纯微晶玻璃饰材价格的优势，决定了这种产品将获得更大的市场份额。 利用粉煤灰、煤矸石生产高附加值新材料是粉煤灰、煤矸石综合利用的重要发展趋 势、要求和研究方向。因此我们针对这些问题开展了深入研究，有效地解决了其中 的关键问题。 2研究过程 2．I工艺流程： 如将上述工艺制成的玻璃料在现有的陶瓷底坯(市场定购或自己生产)上进行布料、 定型，然后采用一次或二次烧结工艺进行高温晶化处理，即可制成复合微晶玻璃板。 2．2原料特征 部分粉煤灰、煤矸石废渣氧化物组成 原料名称 CaO FeOMIrlO Si02AIz03 KzONazOFe203 TiOzS03PzOs MgO 碱厂燃煤水渣 455527．1815．201．20 o．77 0．18 0．90 7．5l O．0l 0．9l O．Ol 0．08 碱厂粉煤灰 42．5225．8417．151．26 1．20 0．62 3．12 l-惦 O．0I 1．04 1．25 0．42 阜新煤矸石 58．1914-261．94 1．99 3．1l 2．Ol 4．82 O．嘶 O．59 0．20 O．19 91 粉煤灰含有_定量的还原性物质，这些物质的存在会使玻璃着色加重影响微晶玻璃 的色彩，并且会在晶化过程中产生气体使产品内部气孔增多影响质量。在熔化玻璃料时 加入乳浊剂，就可使原料中存在的还原物质被有效去除。经过试验，玻璃的杂质着色程 度显著降低，同时晶化时产生的气泡大大减少，改善了原料的可利用性。 2．3配方确定 水淬法微晶玻璃的主晶相是13一硅灰石，结晶形态为针状、纤维状，图1是微晶玻璃 X射线粉末衍射的结果。 sinH，A 图1微晶玻璃X射线粉末衍射 当MgO、Fe203等含量较高时也会伴有少量辉石、橄榄石及长石类矿物晶体。硅灰 石结晶的形态决定了微晶玻璃具有较高的机械强度。为了得到硅灰石相，并使玻璃在晶 配方要经过试验来确定。 Na20+K203～5；Fe2030～8；B2030～3；Zn4—7：Ba04～7。 2．4玻璃熔化 微晶玻璃的熔化温度为1500(2，要高于陶瓷熔块和普通纳．钙．硅玻璃。熔化后将玻 璃液倒入水中水淬成颗粒状。 Si021713℃ CaO A1203 2570℃