基本信息
- 项目名称：
- 用脱硫粉煤灰制备黑色微晶玻璃的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本项是以脱硫粉煤灰为主要原料，添加废碎玻璃和其它粉料等辅料，通过配方设计和优化工艺，制备性能优良装饰效果好的微晶玻璃板材。
- 详细介绍：
- 微晶玻璃是通过玻璃的制造工艺熔制玻璃后，对所生产玻璃经过控制晶化得到的含有大量的均匀细小晶体德多晶材料。其性能兼顾玻璃和陶瓷材料的有点，英文Glass-ceramics，因此也有人称之为玻璃陶瓷，是性能优良的先进材料。粉煤灰作为电厂排放的飞灰，年排放量很大，尽管可以再水泥和建筑空心砖方面应用，但利用量远不及排放量。随着对环保要求提高，发电厂采取了烟气脱硫措施，其中最主要的是半干法和湿法脱硫技术，原理是采用氢氧化钙吸收SO2，SO3，形成亚硫酸钙和硫酸钙。半干法高温脱硫的脱硫剂混在粉煤灰中一起收集，使粉煤灰的含钙量大幅度提高，而且含有大量的碳酸钙——氢氧化钙吸收CO2的产物。因此脱硫粉煤灰无法作为添加剂添加到水泥及其制品中，成为环境污染源。但氧化钙是玻璃的主要组成，因此这种脱硫粉煤灰可以用于玻璃及微晶玻璃制备，节约石英砂，石灰石等原料。本项目旨在利废环保，符合节能减排和循环经济要求，既具有一定得的创新性，又具有很大的社会效益。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本项目研究的主要目的以脱硫粉煤灰为主要原料研制绿色建筑装饰材料—微晶玻璃板材。创新点是利用电厂排放的脱硫粉煤灰制备建材微晶玻璃，并利用还原剂防止二氧化硫二次污染。选择合适的微晶玻璃组成与配方和防止二氧化硫二次污染是技术关键。主要技术指标：脱硫粉煤灰利用率最高达65%，所制备微晶玻璃为褐色或黑灰色，抗弯强度大于60MPa，显微硬度大于800Kgf/mm2。
科学性、先进性
- 本发明使用脱硫粉煤灰做原料研制具有装饰性的微晶玻璃板材，与传统的粉煤灰微晶玻璃比具有很大的先进性及前瞻性。本发明适用的原料与组成与其他学者研制的粉煤灰微晶玻璃有很大区别。随着我国对环保的重视和节能减排的需要，电厂逐渐开始采用脱硫除尘技术，未来脱硫粉煤灰会取代粉煤灰成为电厂排放的主要污染物，因此脱硫粉煤灰的综合利用是一个崭新课题。脱硫粉煤灰微晶玻璃的研制为脱硫粉煤灰综合利用提供了一条有效途径。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本项目是利用电厂排放的脱硫粉煤灰研制具有实际应用价值的建筑装饰材料，既可以利用废物节约成本，又可以解决脱硫粉煤灰对环境的污染，符合国家节能减排和循环经济政策，因此本课题得研究具有重要意义。脱硫粉煤灰微晶玻璃的研究既涉及到玻璃物理化学的理论研究又涉及到在建筑装饰材料领域的应用，因此本课题具有很高的理论水平和实际应用价值,具有很好的应用前景
同类课题研究水平概述
- 粉煤灰是电厂等耗煤企业排放的飞灰，年排放量巨大，占用大量的土地，而且严重污染环境。粉煤灰的综合利用一直是一个迫在眉睫的重大课题。目前粉煤灰主要用于粉煤灰砖，筑路和作为水泥添加剂使用[1]。粉煤灰的主要化学组成是SiO2，Al2O3，CaO，MgO，Fe2O3和少量Na2O，可以作为制造玻璃和微晶玻璃的原料使用。因此国内外许多学者都对将粉煤灰用于制造玻璃和微晶玻璃进行了大量研究，并取得了许多成果。 微晶玻璃是由基础玻璃的控制品化制得的多晶固体，是一种微晶和玻璃相均匀分布的材料。因为粉煤灰的化学成分基本属于CaO-A12O3-SiO2系统，为了最大限度地应用粉煤灰，目前粉煤灰微晶玻璃系统也基本上是基于该系统。因此，可通过一定的工艺用粉煤灰来制备CaO-A12O3-SiO2系统或CaO-MgO-A12O3-SiO2的微晶玻璃，即粉煤灰微晶玻璃。与尾矿废石微晶玻璃相比，粉煤灰批次料间成分差别较小，粉煤灰微晶玻璃技术明显减小了配料工作难度和工作量。 最早研究粉煤灰在玻璃工业中的应用是美国学者EILENJ．DeGulro等[2]，1983年他们利用Illinois 电厂的粉煤灰制得玻璃，对其进行晶化处理后使玻璃重结品，但最大结晶度不超过23Vo1％。国内最早以粉煤灰为主要原料来制备玻璃及微晶玻璃的是李拓文等人[3]，于1991年选用沈阳热电厂的增钙渣( 粉煤灰) 制得了微晶玻璃，并测试了该微晶玻璃的物理化学性能能。 王立久 [4]，汤李缨[6]等都对粉煤灰微晶玻璃进行了研究，取得了有应用价值的成果。 近年来，由于脱硫技术的采用，使得电厂排放的粉煤灰组成有了很大的变化。目前一般是采用氢氧化钙吸收烟气中SO2，SO3，形成亚硫酸钙和硫酸钙而达到脱硫目的。半干法高温脱硫的脱硫剂混在粉煤灰中一起收集，使粉煤灰的含钙量大幅度提高，而且含有大量的碳酸钙——氢氧化钙吸收CO2的产物。因此脱硫粉煤灰会阻碍水泥凝固，使之无法作为添加剂添加到水泥及其制品中，成为环境污染源。目前关于脱硫灰的再利用又引起了材料学界的广泛关注，关于脱硫灰在玻璃工业的应用方面的研究刚刚开始，报道较少。
