采用煤矸石和用后 Al2O3-SiC-C铁沟料合成β-SiAlON

耐火材料 , 2008, 42(4): 274-278. doi: 10.3969/j.issn.1001-1935.2008.04.010

采用煤矸石和用后 Al2O3-SiC-C铁沟料合成β-SiAlON

马刚 ^1, , 岳昌盛 ^2, , 郭敏 ^3, , 张梅 ^4, , 王习东 ^5, , 赛因巴特儿 ^6, , 廖洪强 ^7,

1.北京科技大学冶金与生态工程学院,北京,100083

2.北京科技大学冶金与生态工程学院,北京,100083

3.北京科技大学冶金与生态工程学院,北京,100083

4.北京科技大学冶金与生态工程学院,北京,100083

5.北京大学工学院

6.首钢环保产业事业部

7.首钢环保产业事业部

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973计划)(2007CB613608) 国家科技支撑计划(2006BAC21B02-1;2007BAB24B03)

关键词： β-SiAlON , 煤矸石 , 用后铁沟料 , 碳热还原氮化

Synthesis of β-SiAlON from wasted Al2O3 -SiC- C castables and coal gangue

在热力学分析的基础上,以用后Al2O3-SiC-C铁沟料、煤矸石和活性炭为主要原料,采用碳热还原氮化法合成了β-SiAlON.详细讨论了合成温度(1 723和1 823 K)、活性炭加入量(理论需碳量、过量15%、过量30%和过量45%)、Si与Al元素摩尔比(分别为3:3,3.5:2.5和4:2)和煤矸石种类(低碳煤矸石和高碳煤矸石)对合成β-SiAlON的影响,并采用XRD、SEM和EDS等对合成产物进行分析.结果表明:(1)当合成温度由1 723 K增加到1 823 K N时,合成后试样中β-SiAlON相含量增加,O'-SiAlON和仅αAl2O3的含量降低;(2)加入过量的活性炭有利于合成后试样中β-SiAlON相含量的增加;(3)随着Si、Al元素摩尔比的增大,合成后试样中β-SiAlON相含量增多;(4)采用低碳煤矸石的试样中β-SiAlON相含量高于采用高碳煤矸石的,其原因是配料时前者中配入的活性炭更多,而活性炭的活性较高,更有利于促进碳热还原氮化反应的进行.

参考文献

[1]	张文杰;汪厚植 .结合剂及工艺条件对铝锆碳滑板性能的影响[J].耐火材料,1992,26(03):135-137.
[2]	田守信.用后耐火材料的再生利用[J].耐火材料,2002(06):339-341.
[3]	马明锴,刘瑞斌.炼钢用铝碳质耐火材料的回收利用[J].耐火材料,2006(02):151-152.
[4]	曹珍珠 .碳热还原氮化煤矸石制备β-SiAlON结合SiC复相陶瓷粉体[J].稀有金属材料与工程,2002,31(09):28-31.
[5]	Gilbert J E;Messel A .Preparation of β-SiAlON from coal-mine schists[J].Am Reach Bul,1997,32(10):1441-1448.
[6]	孙俊民;王焕中 .以煤矸石为原料制取赛隆陶瓷[J].煤炭加工与综合利用,1998,16(04):17-19.
[7]	Luo Xingyuan;Sun Jialin .Synthesis of β-SiAlON from coal gangue[J].Journal of Marine Science and Technology,2003,19(01):93-96.
[8]	Dumitrescu L;Sundman B .A thermodynamic reassessment of the Si-M-O-N system[J].Journal of the European Ceramic Society,1995,15:239-247.
[9]	Mao Huahai;Selleby Malin .Thermodynamic reassessment of the Si3 N4-AlN-Al2O3-SiO2 system-modeling of the SiAlON and liquid phases[J].CALPHAD-Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry,2007,31:269-280.
[10]	董鹏莉,王习东,张梅,李文超.β-SiAlON及β-SiAlON-SiC复合材料合成的研究[J].耐火材料,2006(02):110-113.
[11]	Gunn D A.A theoretical evaluation of the stability of SiMON-bond-ed silicon carbide in the blast furnace environment[J].Journal of the European Ceramic Society,1993(11):35-41.
[12]	Davies C A Jr;Downey J R;Frurip D J Jr.JANAF Thermochemical tables[M].Washington:American Chemical Society and American Institute of Physics for NBS,1986:490-512.
[13]	张海军 .O'-Sialon-ZrO<,2>-SiC复合材料的显微结构及高温性能的研究[D].北京科技大学,1998.
[14]	甄强 .O'-Sialon-BN复合材料的研究及相关热力学性质预报[D].北京科技大学,2000.
[15]	王海娟;董鹏莉;王习东等.煤矸石合成氮氧化物复相材料的研究[J].中国稀土学报,2006,24(10):372-376.
[16]	甄强,王福明,李文超.赛隆（Sialon）体系热力学性质评估与预报[J].稀有金属,1999(04):254-257.
[17]	张海军,刘战杰,钟香崇.煤矸石还原氮化合成O'-Sialon及热力学研究[J].无机材料学报,2004(05):1129-1137.

上一张下一张

计量

下载量()
访问量()

作者相关

文章评分

您的评分：
1

0%
2

0%
3

0%
4

0%
5

0%

材料期刊网