升温速率对石煤渣陶粒膨胀性能的影响

作者：王丽 陈玮 李雪莲 孙伟 唐鸿鹄    单位：中南大学 资源加工与生物工程学院

关键词：石煤渣；轻质陶粒；多孔；升温速率；浸出质量浓度

摘  要：石煤渣是石煤提钒过程中排出的固体废渣，长期堆存会对周围环境造成危害。本试验采用石煤渣、长石与造孔剂 Fe2O3 制备轻质多孔陶粒，通过单因素试验探究升温速率对陶粒膨胀性能的影响，结合三元相图、X 射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及比表面积等表征分析 陶粒的热行为、相变机理及微观形貌结构，为石煤渣的综合利用提供技术支撑。结果表明，最佳预热速率和焙烧升温速率分别为 20 ℃/min 和 10℃/min。预热阶段升温速率对陶粒各性能影响较小；焙烧阶段随升温速率的增加，陶粒尺寸收缩，内部孔隙结构由疏松变得致密，抗压强度及堆积密度均增加。在最佳工艺参数下，陶粒产品的堆积密度、抗压强度、吸水率和比表面积分别为 690.7 kg/m3、5.59 MPa、2.887% 和 2.188 m2/g，符合国家标准 GB/T 17431.1-2010 中的 700 级合格陶粒产品要求。此外，陶粒中重金属离子的浸出质量浓度远低于国家标准 GB 5085.3-2007 中的限值，在后续应用过程中不会造成二次污染。