礦渣微晶玻璃是以各種工業(yè)固廢為主要原料而制得的具有成分可調(diào) ,、晶化可控,,耐磨,、耐腐蝕性能優(yōu)異等特點的一類微晶玻璃材料。
目前,,礦渣微晶玻璃的制備方法主要采用燒結(jié)和熔融兩種,,雖然礦渣微晶玻璃的研究在基礎(chǔ)配方、形核劑及熱處理工藝方面取得了很大的進展,,但是其工業(yè)化水平并不理想,,還存在很多技術(shù)難點,特別是熔融法制備礦渣微晶玻璃過程中,,由于工業(yè)固體廢棄原料成分復雜,,其熔液腐蝕性強,對熔窯池壁磚的選取提出更高的要求,,另外礦渣玻璃熔液對窯磚的侵蝕導致微晶玻璃材料結(jié)構(gòu)及性能的變化還需進行更加深入的研究,。以白云鄂博尾礦及粉煤灰為主要原料,采用熔融法制得玻璃熔液,,研究了礦渣玻璃熔液對電熔鋯剛玉磚AZS41的侵蝕規(guī)律為礦渣玻璃熔制過程中窯磚的選取提供一定的參考,。
實驗以白云鄂博尾礦和粉煤灰為主要原料,參照四元相圖設(shè)計輝石相為主晶相的微晶玻璃基礎(chǔ)配方,。原料成分如表l,,基礎(chǔ)玻璃成分如表2。
按照基礎(chǔ)玻璃料配方混合均勻在高溫電阻爐內(nèi)于1450℃熔化保溫1h將直徑為10mill長度為20mm的電熔鋯剛玉磚AZS41在爐口預熱10min后分別放于三個氧化鋁坩堝內(nèi)保溫3h,。取出電熔鋯剛玉磚試樣隨爐冷卻,,將一部分玻璃熔液水淬用于DSC測試,剩余玻璃熔液澆鑄于事先預熱的鋼模成型,,然后放于馬弗爐中退火,,根據(jù)DSC測試結(jié)果進行核化、晶化處理,,得到微晶玻璃試樣,。
利用光學顯微鏡觀察侵蝕后的AZS41磚的腐蝕界面,并測量其腐蝕層厚度:采用 X射線衍射儀對侵蝕前的AZS41磚及制備的微晶玻璃進行晶相測定:觀察AZS41磚侵蝕前后及微晶玻璃的表面形貌并進行測定,。
結(jié)果與討論
不同尾礦含量的玻璃熔液對AZS41磚的侵蝕界,。結(jié)果表明,AZS41 磚經(jīng)高溫礦渣玻璃熔液侵 蝕后,,腐蝕界面變得疏松,,且沿縱向腐蝕層厚度并不均勻,在耐火磚三相界面處腐蝕最嚴重,;隨著尾礦添加量的增大,三相界面腐蝕層厚度也逐漸加大,,腐蝕層厚度分別為768μm,、870μm和1044μm,。說明礦渣玻璃熔液對AZS41磚的侵蝕為非均勻腐蝕 ,結(jié)合表 1中白云鄂
博尾礦的成分,,說明尾礦中引入的F及Fe對磚的侵蝕影響較大,。前期研究表明CaF和FeO 能夠促進玻璃熔液的粘度減低,玻璃熔液粘度減低,,加快了熔體中離子的遷移速率,,使得 AZS41#磚內(nèi)部與外部玻璃熔液相互作用加快侵蝕加重。 靠近玻璃熔液的AZS41磚侵蝕界面 顯示被侵蝕后的AZS41 磚沿著腐蝕層方向顯微形貌發(fā)生了較大變化,,鑲嵌于剛玉相中的斜鋯石在侵蝕嚴重部位已經(jīng)消失,。腐蝕層中出現(xiàn)了Fe、Na,、Ca,、P等元素,這些元素在沿著
腐蝕層方向含量有所變化,,而且SiO2/AL2O3沿著腐蝕層向內(nèi)逐漸減小,。未侵蝕前的AZS41磚結(jié)果說明腐蝕層中Fe、Na,、Ca,、P等元素均來自于玻璃溶液,它們的出現(xiàn)能夠用于判斷AZS41#磚是否被高溫玻璃溶液侵蝕,,同時其含量及SiO2/AL2O3也是能夠表明AZS 41#被侵蝕成都,,雜質(zhì)元素含量越多SiO2/AL2O3質(zhì)量比越大,標志著剛玉基體相溶解加劇,,腐蝕加重