文档介绍：本科生毕业设计
开题报告

题目:利用铁尾矿作为原料制备泡沫陶瓷
姓名: 高江
学号: 201202020418
指导教师: 白建光
班级: 材料124班
所在院系: 材料科学与工程学院
1 研究目的及其意义
随着经济快速发展,传统粗放型的经济增长方式使得我国资源短缺的矛盾越来越突出,环境压力越来越大。目前,我国工业固体废弃物综合利用率在60%左右,而金属尾矿的综合利用率平均不到10%,其中铁矿尾矿的综合利用率更低,大多直接堆存在尾矿库中,不仅占用大量土地,毁坏田地,而且尾矿库存在大量的事故隐患,经常发生人身伤亡和财产安全事故,尾矿已成为我国工业产出量最大、综合利用率最低的大宗固体废弃物。尾矿是矿石选别后的一种固体废弃物,它的大量排放不仅污染环境,危害人民的生命和财产安全,而且还占用大量的土地、浪费资源。因此,综合利用尾矿资源,使之变废为宝、变害为利,实现矿产资源可持续发展的重要途径。泡沫陶瓷材料的发展始于20世纪70年代,是一种具有高温特性的多孔材料。根据泡沫陶瓷孔的结构可分为开孔陶瓷材料以及闭孔陶瓷材料,其中,闭孔型多孔陶瓷是一类重要的隔热保温材料,由于其具有很好的化学稳定性、较低的热传导率以及轻质等优良特性,被广泛应用于众多领域。本研究以程潮铁尾矿为主要原料,制备出以闭孔结构为主的泡沫陶瓷,为铁尾矿的综合利用开辟了新途径。
2 国内外研究现状和发展趋势
泡沫陶瓷是一种造型上像泡沫状的多孔陶瓷,它是继普通多孔陶瓷、蜂窝孔陶瓷之后,最近发展起来的第三代多孔陶瓷产品。这种高技术陶瓷具有三维连通孔道,同时对其形状、孔尺寸、渗透性、表面积及化学性能均可进行适度调整变化,制品就像是“被钢化了的泡沫塑料”或“被瓷化了的海绵体”。作为一种新型的无机非金属过滤材料泡沫陶瓷,具有重量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、再生简单、使用寿命长及良好的过滤吸附性能等优点。与传统的过滤器如陶瓷颗粒烧结体,玻璃纤维布相比,不仅操作简单,节约能源,成本低,而且过滤效果较好。制备泡沫陶瓷一般以有机泡沫为骨架,浸浆后干燥,然后高温烧成,在烧成程中,有机物燃烧挥发,留下网络结构的陶瓷体。泡沫陶瓷最早于1978年由美国人发明,利用氧化铝、高岭土之类陶瓷原料研制成功泡沫陶瓷并用于熔融铝合金铸造过滤。随后,英、日、德、瑞士等国家竞相开展了研究,生产工艺日益先进,技术装备越来越向机械化、自动化发展。目前,已研制出多种材质、适合于不同用途的泡沫陶瓷过滤材料,如A1203、Zr02、SiC、莫来石、堇青石及硼化物等高温泡沫陶瓷材料,产品已系列化、标准化,形成了一个新兴产业。我国在
20世纪80年代初开展泡沫陶瓷研究工作,并取得较大进展,部分产品已经标准化、系列化。但是我国的泡沫陶瓷从整体技术水平上与国外相比尚有一定差距。目前,泡沫陶材料的制备工艺已发展出多种方法,其中应用比较成功的有:发泡法、溶胶一凝胶法、添加造孔剂法、有机物燃烧法和有机前驱体浸渍法等,但经过诸多研究者所证实,目前有机前驱体浸渍法是制备泡沫陶瓷最理想的方法,该方法通过控制浆料性能,优化无机粘结体系,严格控制浆料浸渍工艺过程,可以制备高性能的泡沫陶瓷制品。
3 设计思路
将铁尾矿、助溶剂、骨科、辅助发泡剂按比例配好,放入行星球磨机中混合 10 min,然后将混合好的浆料放入烘箱中干燥,干燥后将其制备成粉