白云鄂博尾礦變身新型復(fù)合材料 硬度接近金剛石
內(nèi)蒙古科技大學(xué)披露:利用白云鄂博尾礦、鋼渣、鐵渣及粉煤灰等固體廢棄物研制并生產(chǎn)出500噸同時具備玻璃陶瓷與金屬性能的納米級微晶玻璃復(fù)合管材。這種新型材料目前國內(nèi)外未見報道,國家有關(guān)部門將此材料作為國家標(biāo)準(zhǔn)于12月10日進(jìn)行公示。
經(jīng)國家建材檢測中心檢測,這種微晶玻璃管材抗彎強(qiáng)度達(dá)到192兆帕(金屬性能),耐酸性大于99%,耐堿性大于97%,莫氏強(qiáng)度接近金剛石達(dá)到9級,耐磨性每平方厘米小于0.04克,體積密度每立方厘米3.2克。包頭市天龍混凝土公司試用該管材,其管道使用壽命提高了3—4倍。
白云鄂博礦是以稀土為特色的多金屬共生鐵礦,包鋼每年產(chǎn)生700萬噸尾礦,同時每年排放400多萬噸鋼渣、鐵渣,其中含有一定量的稀土、鈮、鐵等金屬元素。內(nèi)蒙古科技大學(xué)教授李保衛(wèi),從2004年開始帶領(lǐng)課題組組建內(nèi)蒙古白云鄂博礦多金屬資源綜合利用實驗室,研究白云鄂博尾礦、粉煤灰等固體廢棄物制備高性能微晶玻璃。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)白云鄂博尾礦、鋼渣、鐵渣殘留的鐵、鈮、稀土、螢石可作為復(fù)合晶核劑,與粉煤灰中的硅、鈣、鋁互補(bǔ),滿足微晶玻璃的基礎(chǔ)成分要求。
從2009年開始,課題組采用熔融—離心鑄造法制備微晶玻璃,進(jìn)行了微晶玻璃納米晶粒的工藝控制研究,設(shè)計配方、開展實驗,探索鐵、鈮、稀土等元素在微晶玻璃制備過程中的綜合作用機(jī)理,詳細(xì)研究退火、晶化熱處理制度與玻璃軟化、晶化制度等系統(tǒng)全面的工藝參數(shù),建立了各種工藝參數(shù)與微晶玻璃變形缺陷之間的關(guān)系。在國家、自治區(qū)、包頭市三級科技管理部門的支持下,開發(fā)出適合生產(chǎn)微晶玻璃管材的成套裝備,優(yōu)化形成了微晶玻璃管材成型工藝,建設(shè)了一條日生產(chǎn)能力3000公斤的微晶玻璃管材中試生產(chǎn)線。
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