李泽华 邢 军 孙晓刚 邱景平 刘 杰 马征宇

(东北大学资源与土木工程学院,辽宁 沈阳 110819)

随着经济社会的不断发展,我国对矿产资源的依赖程度不断增强,在“采选冶”过程中,产生并堆存了大量的固体废物。高炉矿渣是高炉炼铁的主要副产品之一,我国冶金矿渣年排放量约5 亿t,其中高炉矿渣占比高达50%[1]。铁尾矿是铁矿石选矿过程产生的固体废物,是工业固废的主要来源之一[2],2020年我国铁尾矿产生量高达5.4 亿t 左右,占尾矿总量的41.66%[3]。近年来,大宗工业固废的减量化、无害化和资源化得到长足的发展,随着技术的成熟,固废的资源属性更加突出,高附加值利用更是其未来的发展方向[4]。

发泡陶瓷是利用矿山尾矿、工业固废中的长石、石英、黏土等非金属矿物为主要原料,添加发泡剂,经高温烧结而成的高气孔率硅酸盐陶瓷材料[5]。发泡陶瓷的气孔结构可分为开孔型(内部孔隙相互连通)和闭孔型(气孔之间被陶瓷基体隔开)[6]。开孔发泡陶瓷作为新型环保功能材料可广泛应用于吸音、蓄水[7]、过滤等领域,相比用于建筑材料的闭孔发泡陶瓷具有更广阔的市场前景。目前,国内外对开孔发泡陶瓷的研究较少。因此,需要在传统发泡工艺的基础上,参考其他高显气孔率陶瓷材料的制备方法,进行开孔发泡陶瓷的研究。

硅藻土是硅藻遗骸形成的硅质沉积岩,具有天然的微孔结构和纳米缝隙,常被用于制造微孔材料、催化剂载体等功能材料[8]。袁国辉等[9]以硅藻土和碳酸钙为主要原料,淀粉为造孔剂,PVA为黏结剂,在1 250 ℃时制备出气孔率为48.79%的硅酸钙多孔陶瓷。……