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粉煤气化过程产生的飞灰和底渣是可利用的宝贵资源,但其缺乏有效的利用方式,若采用堆放和填埋的处理方式,其重金属元素的浸出和产生的粉尘则会对人体和环境造成严重危害。由于粉煤气化灰渣在成份上与泡沫陶瓷原料具有相似性,因此利用粉煤气化灰渣制备泡沫陶瓷将是一个很有意义的研究课题。选取了安庆石化壳牌粉煤气化炉的底渣和飞灰,系统地分析了粉煤气化飞灰和底渣的基础性质、化学组成、矿物组成、物理性质和热性质;采用正交试验探究影响粉煤气化灰渣制备泡沫陶瓷保温材料的主次因素;研究了烧结温度、升温速率、保温时间和发泡剂添加量四个因素对泡沫陶瓷材料的体积密度、孔隙率、抗压强度和吸水率等性能的影响,利用XRD、SEM等仪器考察了泡沫陶瓷材料的晶体矿物组成和微观形貌,对泡沫陶瓷材料的形成和保温机理进行探索。通过对粗渣和飞灰的理化性能研究发现,其主要成分均为SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO,符合制备泡沫陶瓷原料的成分需求,且其F、Cl、As、Hg以及重金属元素含量均低于国家建筑材料标准,故飞灰和底渣均可作为原料制备泡沫陶瓷。利用正交试验,得出烧结温度、保温时间以及发泡剂(SiC)添加量是影响陶瓷性能的主要因素,升温速率是影响陶瓷性能的主要因素。探究单因素对泡沫陶瓷材料性能的影响,研究发现,随着烧结温度和保温时间的提高以及发泡剂SiC添加量的增加,泡沫陶瓷材料孔隙率、体积密度、吸水率和抗压强度均有所提高。升温速率的改变对泡沫陶瓷性能的影响较小;综合烧结温度、升温速率、保温时间和发泡剂SiC的添加量探索对粉煤气化灰渣制备泡沫陶瓷材料性能的影响,确立一个制备泡沫陶瓷材料最佳工艺:烧结温度1180℃、升温速率3℃/min、保温时间20min和5%发泡剂SiC的添加量,制备体积密度0.81g/cm3,孔隙率39.23%,吸水率6.23%和抗压强度8.68Mpa。经研究发现钙长石的生成改善了泡沫陶瓷的抗压强度和热学稳定性,因为钙长石具有热膨胀系数低、体积密度小、比强度高、烧结温度低等优点。图[37]表[15]参[94]