镍冶金废渣制备多孔陶瓷及其性能
2021-03-05陈秋静吴其胜黄子宸诸华军
陈秋静,吴其胜,黄子宸,诸华军
(1.江苏大学 材料科学与工程学院,江苏 镇江 212013; 2.盐城工学院 材料工程学院,江苏 盐城 224051)
1 前 言
近年来,我国经济的快速发展带来了巨大的工程建设,导致镍冶金废渣的排放量急剧增加,据统计,2017年江苏响水港区的镍工业每生产1 t镍将排放16 t镍渣,截止2017年已堆积5000万吨以上镍渣。镍渣的露天堆积不仅占用大量土地,同时,由于其含有Ni、Co、Cu等金属渗入土壤还会对环境造成污染[1]。因此,实现镍渣的有效资源利用迫在眉睫。目前,镍渣的资源化利用[2-3]主要集中在①提取有价金属;②作为井下填充材料;③生产微晶玻璃;④作为建筑混合材。然而,由于镍渣中Si(≈50%)、Mg(≈30%)含量较高,而导致其活性较低[4-5]、作为水泥混合材时,易引起安定性不良、水泥碱集料反应,难以在水泥工业大量使用。此外,陶瓷行业的迅猛发展,带来对陶瓷原料的大量需求,黏土这种不可再生资源岌岌可危。因此,使用固体废弃物代替陶瓷原料不仅可以节约工业成本,而且将固体废物资源再利用,降低了生产成本[6-8]。
多孔陶瓷是一种具有三维网络结构的陶瓷制品,它不仅具有传统陶瓷的耐高温、耐腐蚀等性能,而且因其独特的孔结构具有密度低、质量轻、孔隙率高和导热系数小等特点[9-10]。由于其独特的性能,多孔陶瓷已广泛应用于建筑、生物医学、电化学、环保等。Guo Y X等[11]用赤泥和粉煤灰为原料,CaCO3作为发泡剂制备了玻璃陶瓷泡沫,烧结温度在760~840 ℃时得到密度为0.33~0.41 g/cm3的玻璃陶瓷样品,抗压强度为0.33~2.74 MPa。Wang H等[12]用粉煤灰和废玻璃作为原料制备了密度为1.32 g/cm3的高密度双层保温瓷砖。……
