Iyer 와 Scott (200 1) 은 비석의 제비, 석석의 합성, 유리상태의 재료 생산, 복합재료의 제비, 폐기물 처리로 사용되는 흡착제, 폐기물의 고화, 유용한 금속과 광물 재료의 재활용, 연탄가루의 농업을 포함한 연탄가루의 고부가가치 활용을 종합적으로 요약했다. 그러나, 그들이 결론에서 지적한 바와 같이, 이러한 중요한 발전 분야의 연구 성과는 대부분 아직 실험실 단계에 있으며, 공업화 생산을 실현하려면 대량의 일을 해야 한다. Querol 등 (2002) 은 연탄회를 이용해 비석을 준비하는 연구 진척에 대해 전문적으로 논평했다. 분탄회를 이용하여 비석을 합성하는 비율은 작지만 비석의 환경적 이익으로 이 연구가 주목받고 있다고 지적했다.
중국은 분탄회 이용에도 두드러진 공헌을 했고, 대량의 특허 기술 (위영슨, 2004) 이 등장했다. 플라이 애쉬의 고 부가가치 이용 분야에서는 주로 합성 멀 라이트 (샤오 등, 1997), 준비 제올라이트 (왕덕국화 등, 2002), 복합 재료 제조 (등, 2005), 산화 알루미늄 추출 (조 등) 이 있습니다. Querol 등, 2002 년; 찬드라 등, 2005 년; Rohatgi 등, 2006 년).
다음은 소결 연탄회 합성 석석석석과 코디청석을 중점적으로 소개합니다.
(1) 합성 멀 라이트
멀 라이트는 스코틀랜드 북부의 무어 섬에서 생산 된 이름을 딴 광물입니다. 멀 라이트는 고 융점 (약1890 C), 고 전단 계수, 우수한 크리프 저항, 내열 충격성 및 내식성을 가지며 내화물 및 세라믹 산업에서 널리 사용됩니다. 슈나이더 등은 1994 에서 멀 라이트 및 멀 라이트 세라믹에서 멀 라이트 제품의 화학적 조성, 결정 구조, 물리 화학적 특성, 산업 합성 및 이용에 대해 자세히 논의했다. 2008 년에는 최근 연구 성과와 함께 멀 라이트의 구조와 특성 (Schneider et al., 2008) 을 종합했다. 표 1. 4 는 멀 라이트 및 기타 고급 산화물 세라믹의 열 기계적 특성을 나열합니다.
표 1. 4 멀 라이트 및 기타 고급 산화물 세라믹의 열 기계적 성질
(Schneider 등에 따르면, 2008 년)
1cal = 4 입니다. 184J 。
현재 세계에서 녹은 멀 라이트 소비량은 (1 ~ 2) × 104t/a 이고, 소결 멀 라이트 소비량은 (50 ~1~ 2) ×/ 멀 라이트는 고온과 저압의 특별 한 조건 하에서 형성 된 제품 이기 때문에, 자연에서 극히 드물다, 산업 가치의 예금은 아직 발견 되지 않았습니다. 공업용 모래석은 모두 인공 합성에서 나온 것으로, 소결석석, 융합 석석, 화학석석을 포함한다. 사용 된 주요 원료는 실리카, 카올리나이트, 보크 사이트 또는 산업용 알루미나입니다. 멀 라이트의 이론적 비율에 따르면 합성. 이 중 천연 원료가 소결되어 합성 멀 라이트가 산업생산 멀 라이트의 대부분을 차지한다.
국내외 소결 연탄회 합성 석석에 관한 문헌은 많지 않다. 그중 가장 오래된 연구는 Ohtake 등의 문헌 (199 1) 에서 볼 수 있다. 이 방법은 처리된 분탄회와 γ-Al2O3 을 1: 1 의 비율로 혼합하여1400 C 로 80% 로 가열하는 것이다. 노랑 등 (1994) 과 노랑 등 (1995) 은 65400 ~1600 C 범위 내에서 F 를 처리하여 연탄회와 Al2O3 을/ 정 등 (200 1) 도 8 을 함유하고 있다. 27% 의 Fe2O3 과 3 입니다. 57% 화학계량비의 CaO 와 al2o 3(7 1. 알루미나 8%, 28. 2% SiO2, Al2O3/ SiO2 질량비 2. 55).
국내 분탄회 합성 멀 라이트 문헌은 1994 에 등장해, 주로 멀 라이트 함량과 연소 온도와 화학성분 (첸 등 1994) 의 관계를 연구한다. 처리된 연탄회와 공업산화 알루미늄은 M50, M60, M70 시리즈 멀 라이트 제품도 합성할 수 있으며, 일부 이화 성능은 국가 1 급 멀 라이트 기준 (손준민 등, 65438+) 에 이를 수 있다. 연탄회와 산화 알루미늄으로 합성된 모래석의 생산비용은 고령토와 산화 알루미늄으로 제작된 것보다 20 ~ 30% 낮다 (주중화, 2003).
연탄가루로 모래석을 합성하는 것은 이론과 실천에서 모두 가능하며, 주로 세 가지 문제가 있다.
첫 번째 문제는 연탄가루의 불순물 함량이 높다는 점이다. 특히 Fe2O3, CaO, MgO, TiO2, K2O, Na2O 의 함량은 보통 원료보다 높은 경우가 많다. 따라서, 플라이 애쉬 합성 멀 라이트 기본적으로 불순물 제거, 불순물 제거 정도는 합성 멀 라이트의 품질 요구 사항과 경제적 타당성에 따라 달라 집니다 필요 합니다. 국가업계 표준인' 천연소재 소결석 멀 라이트' (YB/T5267-1 999) 에 따르면 Fe2O3 함량이1보다 적은 등 일부 요구 사항을 충족하기가 어렵다. 0%, 티오 2 함량이 2 미만입니다. 0%, K2O+Na2O 함량이 0 보다 작습니다. 3%. 멀 라이트 품질 지표의 개발은 알루미늄 보크 사이트 소결을위한 것이고, 플라이 애쉬는 발전소의 석탄 배출을위한 산업 폐기물이며, 합성 멀 라이트 (molite) 에는 국가 표준이 없다. 다행히도, 2005 년 2 월 1 일 시행된 새로운 국가업계 표준인' 소결석 라이트' (YB/T5267-2005) 가 발표되었고, 새로운 표준 중 Fe2O3, TiO2, K2O+Na2O 의 최대 허용량이 발표되었습니다. 5%, 3.5%, 2 입니다. 각각 5% 입니다. 실험 결과에 따르면, 그것은 8 을 포함한다. 27% Fe2O3 (정 등, 200 1) 또는 2. 이산화 티탄의 22% (진강봉 등, 2007 년) 또는 2. 8% (노랑 등 1995) 또는 0 .64% Na2O 입니다. 멀 라이트 함량이 60% 를 넘는 재질은 고온 열 안정성 (첸 등, 1994) 이 우수합니다. 따라서 플라이 애쉬를 사용하여 합성 된 멀 라이트는 내화물 또는 세라믹 산업에도 널리 사용될 수 있습니다.
두 번째 문제는 산업용 산화 알루미늄의 첨가량이다. 플라이 애시의 Al2O3 함량은 일반적으로 15.2% ~ 36. 1%, 평균 26 이기 때문이다. 1% (진강봉 등, 2005 년). 합성 M50, M60, M70 멀 라이트 산업 알루미나를 많이 추가 해야 합니다, 2005 년 1% 입니다. 따라서 Al2O3 함량이 높은 연탄회나 처리 후 알루미늄 실리콘 비율을 높이는 연탄회를 사용해야 경제적으로 실행 가능한 조건에서 고부가가치 멀 라이트 제품을 얻을 수 있다.
세 번째 문제는 합성 조건입니다. 다른 연구자들은 연탄가루로 모래석을 합성할 때 다른 성형 압력, 합성 온도, 항온 시간을 사용한다. 발전소에 따라 연탄가루의 화학성분이 다르고, 같은 발전소 연탄가루의 화학성분도 석탄원에 따라 달라질 수 있어 재료에 첨가된 공업산화 알루미늄의 양이 다르기 때문이다. 지금까지 경제적이고 실용적인 결론은 아직 나오지 않았다. 연탄회 화학 성분의 변화는 합성 모래석의 원료 비율에 직접적인 영향을 미친다.
(2) 합성 코디 어 라이트
코디 어 라이트 또한 세라믹 및 내화 광물에 널리 사용되는 원료입니다. MgO-Al2O3-SiO2 시스템의 저융점 (약1470 C) 상으로, 멀 라이트 등 고급 산화물 세라믹에서 매우 낮은 열팽창 계수와 뛰어난 내열 충격성 (Chowdhury et al., 2007) 등의 장점을 가지고 있습니다. 코디 어 라이트 또한 높은 저항률과 낮은 유전 상수 (표 1) 를 가지고 있기 때문입니다. 5) 마이크로 일렉트로닉스 산업에서 커런덤 베이스보드 대신 세라믹 베이스보드로 자주 사용됩니다 (Camer Ucciet Al., 200 1, 2003).
산업용 코디 어 라이트 합성 원료는 주로 두 가지가 있습니다: 하나는 "점토+활석+(알루미나 또는 실리카)" 이고 다른 하나는 "점토 +Mg (OH)2+ 소량의 첨가제" (Yalamac et al, 2006) 연탄가루의 화학성분은 점토 광물과 비슷하기 때문에 점토 광물 대신 코디 청석을 합성하는 데 사용할 수 있다.
표 1. 5 코디 어 라이트 및 커런덤 매트릭스의 성능 비교
(위니 등에 따르면 1995)
멀 라이트의 합성과 마찬가지로, 플라이 애쉬를 이용한 코디 어 라이트 합성에 대한보고도 있지만, 그 수는 거의 없다. 1995 년 Sampathkumar 등은' 재료연구게시판' 에서 처음으로' 연탄회를 이용한 α-코디청석 합성' 기사를 발표했다. 그들이 사용하는 원료는 플라이 애쉬+활석+알루미나입니다. 코디 어 라이트 (MgO 13) 의 화학 측정비 (MGO13) 에 따르면. 8%, Al2O3 334.8%, SiO25 1. 4%), 이상적인 코디 어 라이트 광물이1370 C 에서 합성되었으며, XRD 분석에 따르면 코디 어 라이트 만 존재합니다. 합성 샘플의 재질 성능 (열팽창 계수 포함) 은 일반 원료로 합성된 청석과 비슷하다.
Kumar 등 (2000) 은' 원시 플라이 애쉬+활석+알루미나' 와' 처리된 플라이 애쉬+활석+알루미나' 를 사용하여 1350 ℃× 2 h 에서 비교적 순수한 코디어 라이트 원료를 얻어 부선과 자기 분리를 사용합니다 결과 코디 어 라이트 샘플의 주요 결정상은 α-코디 어 라이트, 2 차 결정상은 β-코디 어 라이트 및 멀 라이트입니다. 또한 원시 연탄가루로 합성된 샘플에서도 회절봉 강도가 낮은 Fe- 청석상이 발견됐다. 1350 C 에서 합성한 샘플 밀도가 가장 높다. 실험은 또한 915 C × 2H 의 합성 조건 하에서 멀 라이트, 스피넬 (Mg, Al) 및 알파-AL2O3 이 생성되는 것으로 나타났습니다. β-코디 어 라이트, 멀 라이트, 스피넬 (Mg, Al) 및 α-Al2O3 은1200 C × 2H 에서 나타납니다. 13 15℃ × 2 h, 스피넬이 사라지고 새로운 α-코디 어 라이트 상이 베타 코디 어 라이트 및 멀 라이트와 함께 나타납니다. 연탄회 제탄소 제철 합성의 코디 청석 샘플 밀도는 원분탄회 합성의 코디 청석 샘플보다 낮으며, 물리적 성능은 공업용 코디 청석과 비슷하며, 파괴 계수는 온도에 따라 산업 코디 청석보다 우수합니다.
고렌 등 (2006) 은' 플라이 애쉬+활석+용융 알루미나 및 실리카' 를 사용하여1350 C × 3H 및1375 C ×/KLOC 에서 소결 온도가1300 C × 3H 일 때, 결과 코디 어 라이트 샘플은 주 결정상 α-코디 어 라이트 외에 마그네슘 알루미늄 스피넬과 시간 보조 결정도 함유하고 있습니다.
국내에서는 아직 연탄회를 이용해 코디청석을 합성했다는 보도가 없다. 소량의 문헌만 분탄회를 이용하여1000 C 안팎의 온도에서 코디청석 유리 (소등, 2004) 를 준비하는 것에 관한 것이다. 어떤, 2005; 유호 등, 2006), 연탄회를 제외한 원료는 알루미나, 염기성 탄산마그네슘, 석영사로 분탄회 중 Al2O3, MgO, SiO2 의 부족을 메운다. 이런 방법으로 준비한 청석 마이크로결정유리의 장점은 청석이 낮은 유전상수, 낮은 열팽창, 고강도, 뛰어난 성능의 마이크로결정유리를 얻을 수 있다는 점이다. 단점은 기초유리나 모유리가 먼저1500 C × 2H 에서 녹은 다음 담금질하고 분쇄한 다음 최소한 세 번 더 녹여 균일성을 확보해야 한다는 것이다. 성형한 후 800 C× 2H 핵,1000. 소결법으로 미정유리를 준비하는 일반적인 과정은 재료 → 용융 → 불 → 분쇄 → 성형 → 소결이다. 공예가 비교적 복잡하고 에너지 소비량이 높다. 장학빈 등 (2006 년) 은 알루미나 함량을 32 로 사용했다. 1100 ~1350℃ 범위 내에서 40% 제조제 (전분) 를 넣어 코디 어 라이트 다공성 세라믹을 시험 제작한다. 최적 소결 조건은 1300 ℃× 4 h 입니다
멀 라이트 (3Al2O3 2SiO2) 와 비교해, 높은 알루미늄 플라이 애쉬로 제조 된 코디 어 라이트 (2MGO 2al2o3 5sio2) 의 가장 큰 장점은 멀 라이트 제조에 첨가 된 값비싼 산업용 알루미나 (또는 보크 사이트) 대신 중국의 풍부한 고품질 및 저비용 활석 (또는 활석) 을 원료로하는 것입니다 멀 라이트 광물 중 Al2O3 의 함량이 7 1 에 달하기 때문이다. 코디 어 라이트 광물의 황 함량은 34. 8% 에 불과합니다. 8%. 고알루미늄 연탄회 합성 청석의 생산공예는 합성 석석의 공예와 비슷하지만, 문제는 역시 연탄가루의 불순물을 미리 처리하는 것이다. 그러나 높은 알루미늄 연탄회에서 코디 청석을 합성하는 경우, 플라이 애쉬의 MgO 는 유리한 성분이다. 코디 청석의 MgO 의 이론적 가치는 13 이기 때문이다. 8%.