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本文以山西阳泉铝矾土、软锰矿粉及镁渣为原料制备圆柱型陶粒支撑剂材料,考察了镁渣的成分与物相组成,铝矾土、软锰矿粉及镁渣三种原料的粒度分布与颗粒形态;研究了镁渣掺入量与烧结温度对陶粒支撑剂材料性能的影响,并对块体陶粒支撑剂材料受压破碎时的裂纹扩展机理与致密化过程中的烧结机理进行了揭示。随后,以铝矾土、软锰矿粉及镁渣为原料,淀粉纤维素为粘结剂,研究了陶粒支撑剂的成球与烧制工艺,并测试了破碎率、酸溶解度等相关性能,与市场上的二种支撑剂从性能上进行了对比。本论文的主要研究内容及结果如下:(1)镁渣的主要化学成分为CaO(66.58wt%)与SiO2(22.79wt%),主要物相为γ-C2S(2CaO·SiO2),铝矾土与软锰矿粉的主要成分分别为Al2O3(65.6wt%)、MnO2(56.82wt%),都含有少量杂质;铝矾土与软锰矿粉经过雷蒙磨的粉磨,中位径较接近,而镁渣粒径较小,颗粒形态均为无规则的块状,混料时经过球磨,变为片状,但有二次团聚的现象发生。(2)随镁渣掺入量的增加,试样的体积密度呈先上升后下降的趋势而抗压强度呈上升趋势,当镁渣的掺入量为2wt%,在1350℃下烧结3h后密度达到3.04g·cm-3,气孔率小于1%,扫描电镜下观察试样烧结致密,抗压强度达到180MPa,物相组成为刚玉、莫来石及少量钙长石相;随烧结温度的提高,样品密度与抗压强度都呈现出先上升后下降的趋势;随烧结温度提高,物相组成基本未发生变化;样品在1450℃下烧结时发生变形,合适的烧结温度范围为1350℃~1400℃。(3)陶粒支撑剂材料中莫来石晶粒相互交错生长,方向各异,刚玉晶粒填充在莫来石形成的骨架中间,同时二者又被玻璃相所包裹,使材料本身非常致密;材料受压时棒状莫来石起到类似晶须补强增韧的作用,提高了材料的抗压强度;材料高温烧结时液相使传质速率加快,有利于气孔的排除,从而使材料更加致密。(4)分别利用爱立许强力混合机与糖衣锅研究了陶粒支撑剂不同的成球工艺,利用箱式炉与回转窑研究了不同的烧结工艺,并将所制备的陶粒与市场上二种陶粒支撑剂产品进行了性能对比。结果表明,爱立许强力混合机的成球效率及生料球强度要优于糖衣锅,但圆球度略差;成球工艺不宜控制;回转窑烧结优于箱式炉烧结。所制备的陶粒与两外二种支撑剂对比,破碎率较低,但酸溶解度略高(7.12%)。