红柱石绢云母千枚岩制备莫来石晶须的实验研究

本文以红柱石绢云母千枚岩、NH4Al(SO4)2.12H2O、NaH2PO4.2H2O等为原料,分别在1200℃、1300℃和1400℃下制备莫来石晶须。运用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段,分析了莫来石晶须的形成过程和微观形貌。结果表明,当Al2O3/SiO2(摩尔比)为0.32,烧结温度1400℃,保温时间6 h,可获得长约13~20μm,长径比大于20的莫来石晶须。实验表明,只要条件控制得当,低品位的红柱石矿石也可以制取高质量的莫来石晶须。     

热处理电气石的物相转变

通过差热分析（DTA）、热处理和X射线衍射分析（XRD）等手段，研究我国西北某地区产的黑色电气石在热处理过程中的相转变过程，实验发现850℃热处理2h，电气石晶体结构的[Si6O18]复三方环和[BO3]三角结构已开始破坏，并出现新的物相－莫来石（Al2.35Si0.64O4.82)，铝硼氧化物（Al5BO9)和赤铁矿（Fe2O3)；890℃时，电气石分解形成的莫来石（Al2.35Si0.63O4.82)和赤铁矿（Fe2O3)量增加，并有新物相（Al2O3)9。97(B2O3)1.99形成；1010℃时，莫来石合成体系的Si、Al和O的原子个数比发生了变化（Al4.868Si1.132O9.566)，出现矽线石（Al2SiO5)、镁橄榄石（Mg2SiO4)、顽辉石（Mg(SiO)3)和镁铝硅硼酸盐（Mg2Al4Si4B4O37)等新物相。     

硫酸铵与粉煤灰焙烧产物的物相组合及变化规律

为了提取粉煤灰中的Al2O3,采用助剂硫酸铵与粉煤灰混合,并经焙烧处理形成易浸取的硫酸铝铵。利用TG-DTA、XRD等分析手段对焙烧反应产物进行表征,研究了助剂添加量、焙烧温度、焙烧时间对焙烧产物的影响。结果表明:添加硫酸铵焙烧可将粉煤灰中的Al2O3以硫酸铝铵的形式释放出来;当n(Al2O3)∶n[(NH4)2SO4]=1∶6时,粉煤灰中莫来石相完全消失;焙烧时间超过1.5 h时,其对应焙烧产物的物相主要为硫酸铝铵;升高温度,有利于硫酸铝铵的形成。     

高铝粉煤灰合成莫来石的SEM和XRD研究

以Al2O3含量为52.72%的高铝粉煤灰和工业氧化铝为原料,在1300～1500℃保温2～4h合成了平均含量超过70%的M50、M60和M70莫来石。用SEM和XRD研究了合成莫来石的显微结构和物相组成。结果表明,未经盐酸处理的粉煤灰比用盐酸处理过的粉煤灰合成的莫来石的晶体和长径比大;随粉煤灰中Al2O3含量的增高,合成的莫来石的晶体尺寸和长径比变小,合成莫来石的温度需相应提高至1500℃;恒温时间长短对合成莫来石的影响远小于烧结温度的影响,高温下缩短恒温时间比低温下延长恒温时间有利于莫来石的生成。以高铝粉煤灰为原料合成M50和M60莫来石较为适宜,Al2O3与SiO2的质量比应控制在1.5～2.0。     

煅烧温度对高岭石相转变过程及Si、Al活性的影响

通过对吉林通化煤系高岭石和美国Georgia高岭石在200～1300℃热处理产物的MASNMR谱和XRD,IR,DTA等的研究,主要获得如下结论：①煅烧高岭石的相转变经历了四个阶段——脱羟阶段（约550℃）,偏高岭石阶段（550～850℃）,SiO2分凝（850～1100℃）及Al2O3分凝阶段（950～1100℃）,莫来石、方英石形成阶段（1100℃以上）;②偏高岭石-莫来石的相转变过程中存在SiO2和Al2O3的分凝,其中SiO2的分凝温度是850℃,而Al2O3的分凝温度是950℃;③1100℃开始,由偏高岭石分凝形成的非晶质SiO2一部分和Al2O3-γ发生反应生成了莫来石,一部分结晶为方英石;④煅烧高岭石Si、Al活性总体上随着煅烧温度的增高逐渐增强,其中Al的活性在900℃时达到最高,Si在1100℃时达到最高,当温度超过这两个临界点时,Si、Al活性将迅速下降。     

高岭石热转变产物~(29)Si、~(27)Al魔角旋转核磁共振研究

运用魔角旋转核磁共振结合红外光谱及X射线衍射等手段 ,研究了苏州高岭石 5 60～ 160 0℃热转变产物 ,主要获得以下结论 :①高岭石 偏高岭石 莫来石的转变系列的确存在结构上的连续性。其转变经历了几个阶段 :脱羟阶段 ( 4 0 0～ 60 0℃ ) ,偏高岭石阶段 ( 60 0～ 80 0℃ ) ,相分离阶段 ( 80 0～ 110 0℃ ) ,莫来石阶段( 110 0～ 160 0℃ )。②莫来石形成过程没有出现Al2 O3的大量分凝 ,但存在SiO2 的分凝。③偏高岭石 莫来石转变过程的中间相为Al Si尖晶石和准莫来石。④引起 10 0 0℃放热反应的主要因素是准莫来石的形成。     

烧结莫来石的某些结构矿物学特征

莫来石因具耐火度高,抗腐蚀能力强、热震稳定性好、高温蠕变及热膨胀系数小等特性,被广泛用于化工、冶金、轻工和国防工业。本文对地球化学研究所莫来石课题组烧结的莫来石(自烧结莫来石)进行了红外光谱及固体高分辨核磁共振谱研究,依此阐明了所测莫来石结晶度、有序度及烧成温度的关系以及莫来石中Al的结构态等。本文尚讨论了随烧结温度升高α有增大趋势的微观结构机制。借鉴Sadanaga测定莫来石(2Al_2O_3·SiO_2)的平均结构参数,提出了自烧结莫来石(1.84Al_2O_3·SiO_2)的平均结构模型,并概略地论述了莫来石结构与性能的关系。     

利用高铝粉煤灰合成莫来石的实验研究

利用粉煤灰合成莫来石具有良好的工业发展前景,但由于普通粉煤灰中Al2O3含量较低使得合成莫来石时必须添加大量工业氧化铝,从而增加了合成成本.利用高铝粉煤灰直接制备M50莫来石以及高铝粉煤灰与少量工业氧化铝混合合成M60和M70莫来石,其物理性能可以达到我国<烧结莫来石>标准(YB/T5267-2005),这大大降低了合成成本.研究表明,用未处理过的高铝粉煤灰直接制备低牌号莫来石(M50)适宜的烧结温度为1400 ℃,用处理过的高铝粉煤灰或合成高牌号莫来石(M60、M70)适宜的烧结温度为1500 ℃;恒温时间对合成莫来石的影响远小于烧结温度,高温下缩短恒温时间比低温下延长恒温时间有利于莫来石的生成.     

高铝煤矸石脱硅滤饼碱石灰烧结法制备氢氧化铝的实验研究

采用碱石灰烧结法从内蒙古三道沟地区的高铝煤矸石中提取了氢氧化铝,实验原料经过碱液预处理,使其中的铝硅质量比(Al2O3/SiO2)由原来的0.86提高到2.21。实验研究了烧结过程中烧结温度为1100℃、1200℃、1250℃、1300℃以及生料中Na2O/Al2O3摩尔比为0.94～1.0,CaO/SiO2摩尔比为1.90～2.10时,对熟料烧结质量的影响。结果表明,在烧结温度为1200℃、Na2O/Al2O3摩尔比为1.0,CaO/SiO2摩尔比为2.1时,熟料的烧结质量最好,其中氧化铝的溶出率最高达到94%。最佳条件下得到的溶出液以一水铝石为晶种,在添加甲醇并于30℃下分解5h,铝酸钠溶液中氧化铝的分解率达到88.9%;扫面电镜结果显示,生成的铝氧水合物呈片状生长。     

Na2O对高铝粉煤灰合成莫来石的影响

本文研究了Na2O添加量和烧结温度对粉煤灰合成莫来石材料性能、晶体结构和显微形貌的影响。结果表明,Na2O可较大辐度降低粉煤灰合成莫来石的温度。在1300℃,Na2O添加至2%时,生成的莫来石细小,含量较高,但试样强度不高;Na2O添至4%时,莫来石发育为长柱状,长径比约8～12,并且相互交错成网状,材料的机械强度较高,抗折强度为97.71MPa,莫来石相对含量为76.1%;Na2O添加至8%时,莫来石含量明显减少,晶形变为不规则状。在一定范围内,材料的体积密度、烧成线收缩率和抗折强度均随温度的升高而增大,莫来石含量也相应增多。