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热处理时间对铜渣制备红外辐射涂层结构及性能的影响

2024-03-05吕自豪顾华志张美杰付绿平

耐火材料 2024年1期

吕自豪 顾华志 杨 爽 张美杰 付绿平 黄 奥

武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室 湖北武汉 430081

铜渣是造锍熔炼和铜锍吹炼过程中产生的固体废弃物,主要成分为铁橄榄石(Fe2SiO4)、磁铁矿(Fe3O4)和脉石组成的无定形玻璃体[1]。除此之外,还含有Zn、Pb、Co和Ni等多种有价金属以及少量的贵金属Au和Ag。为减少铜渣堆埋造成的环境污染和资源浪费,大量研究提出通过有价金属及贵金属回收,实现铜渣的资源利用[2-6],但通常存在二次水污染和高能耗等问题。除此之外,铜渣还被用于建材领域[7-8],主要通过少量添加制备水泥、混凝土、玻璃、陶瓷等,但利用率较低,无法实现铜渣的直接资源化利用。

红外辐射材料通过对红外线吸收和发射增强热交换效率,广泛用于提高工业锅炉、窑炉的热效率,减少燃料消耗和损失,以达到节能减排的目的[9-11]。研究表明,铁氧体Fe3O4在3~5μm波段具有高红外发射率[12],是一种优良的红外辐射材料,且为铜渣的主要成分。因此,通过直接利用铜渣制备红外辐射涂层对铜渣资源化利用具有重要意义。在本工作中,利用铜渣为主要原料制备铜渣红外辐射涂层,研究热处理时间对铜渣涂层物相组成、显微结构和发射率的影响,为铜渣的高效资源化利用提供理论参考。

1 试验

试验以铜渣为主要原料,松油醇为成膜剂,乙基纤维素为增稠剂,红外辐射涂层基底材料为高铝砖。铜渣的主要化学成分为SiO2、FeO以及少部分的Mg、Ca、Cu、Zn和Ag元素。图1为铜渣的XRD图谱。从图1中可以看出,铜渣的主要物相为Fe2SiO4(铁橄榄石)、Fe3O4和部分玻璃相。……

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