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利用低品位铝质岩制备镁铝尖晶石陶瓷

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石秀林, 张杰, 张玉松, 马克玉. 利用低品位铝质岩制备镁铝尖晶石陶瓷[J]. 矿产保护与利用, 2018, (5): 121-125. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2018.03.033
引用本文: 石秀林, 张杰, 张玉松, 马克玉. 利用低品位铝质岩制备镁铝尖晶石陶瓷[J]. 矿产保护与利用, 2018, (5): 121-125. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2018.03.033
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SHI Xiulin, ZHANG Jie, ZHANG Yusong, MA Keyu. Synthesis of Magnesia Spinel Ceramics from Low Grade Aluminite[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2018, (5): 121-125. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2018.03.033
Citation: SHI Xiulin, ZHANG Jie, ZHANG Yusong, MA Keyu. Synthesis of Magnesia Spinel Ceramics from Low Grade Aluminite[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2018, (5): 121-125. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2018.03.033
shu

利用低品位铝质岩制备镁铝尖晶石陶瓷

  • 1.

    贵州大学 矿业学院，贵州 贵阳 550025

  • 2.

    贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室，贵州 贵阳 550025

  • 3.

    贵州省优势矿产资源高效利用工程实验室，贵州 贵阳 550025

  • 基金项目:
    贵州省科技厅省校联合基金（黔科合LH字[2014]7656）；国家自然科学基金（51164004）
详细信息
    作者简介: 石秀林(1988-), 贵州毕节人, 在读硕士研究生, 主要从事矿物材料加工与利用研究
    通讯作者: 张杰(1955-), 山东费县人, 教授, 博士, 主要从事矿物材料及应用矿物学研究, E-mail:zhj59106@163.com

  • 中图分类号: TD926.4+2

Synthesis of Magnesia Spinel Ceramics from Low Grade Aluminite

  • 1.

    Mining College, Guizhou University, Guiyang 50025, China

  • 2.

    National & Local Joint Laboratory of Engineering for Effective Utilization of Regional Mineral Resources from Karst Areas, Guiyang 550025, China

  • 3.

    Guizhou Engineering Lab of Effective Utilization of Regional Mineral Resources, Guiyang 550025, China

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    摘要

  • 以贵州修文地区某低品位铝质岩为主要原料，采用高温烧结制备镁铝尖晶石陶瓷。研究分析了原料的配比、烧结制品，并对其抗压、抗折性能及吸水率进行测定。试验结果表明，烧结温度为1 200℃，试验最佳质量配比为低品位铝质岩60.86%、高岭土28.68%、石英2.46%、白云石粉8%，其吸水率为0.4%、抗压强度为49.1 MPa、抗折强度为8.2 MPa。XRD测试分析：试样的主要成分为镁铝尖晶石（MgAl2O4）、尖晶橄榄石（Mg2SiO4）、石英（SiO2），三者比例分别为55%、25%、20%。

    The low grade aluminous rocks in Guizhou Xiuwen area were used as the main raw materials to prepare magnesia spinel ceramics by high temperature sintering. The ratio of raw materials and the sintered products were studied and analyzed. Then the compression, bending resistance and water absorption were measured. The experimental results showed that the sintering temperature was 1 200℃. The best proportions of raw materials were 60.86% low grade aluminum rock, 28.68% kaolin, 2.46% quartz, and 8% dolomite powder. The water absorption of ceramics was 0.4%, the compressive strength was 49.1 MPa, and the flexural strength was 8.2 MPa. The analysis results of XRD indicated that the main compositions of the sample were magnesium-alumina spinel (MgAl2O4), pointe olivine (Mg2SiO4) and quartz (SiO2) with proportions of 55%, 25% and 20%, respectively.

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  • 图 1  铝质岩的XRD谱线

    Figure 1. 

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    图 2  镁铝尖晶石陶瓷烧制曲线

    Figure 2. 

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    图 3  镁铝尖晶石陶瓷显微镜照片

    Figure 3. 

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    图 4  镁铝尖晶石陶瓷XRD衍射分析

    Figure 4. 

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    图 5  镁铝尖晶石陶瓷的扫描电镜图

    Figure 5. 

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    图 6  测点1能谱分析谱线图及结果

    Figure 6. 

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    图 7  测点2能谱分析谱线图及结果

    Figure 7. 

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    表 1  试样化学多元素分析结果     /%

    Table 1.  Results of chemical multielement analysis

    成分 Al2O3 SiO2 Fe2O3 CaO MgO K2O Li2O Cr2O3 SO3 P2O5 TiO2 Na2O
    含量 40.60 38.50 1.71 0.21 1.84 2.11 0.12 0.02 0.08 0.04 1.76 0.11
    注：由澳实分析检测(广州)有限公司检测。
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    表 2  铝质岩XRD分析结果     /%

    Table 2.  Results of XRD analysis of aluminum rock

    矿物组成 一水硬铝石 高岭石 锐钛矿
    含量 43 52 5
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    表 3  镁铝尖晶石陶瓷坯料的配方表    /%

    Table 3.  Formula of magnesium- aluminum spinel ceramic billet

    试样 铝质岩 高岭土 石英砂 白云石
    1 63.50 29.93 2.57 4
    2 62.18 29.30 2.52 6
    3 60.86 28.68 2.46 8
    4 59.54 28.05 2.41 10
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    表 4  试样抗折强度测试结果

    Table 4.  Flexural strength of the samples

    编号 折断时的最大压力/N 抗折强度/MPa
    1 2 438.8 5.7
    2 2 657.8 6.2
    3 3 295.7 8.2
    4 2 820.3 6.6
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    表 5  试样抗压强度测试结果

    Table 5.  Compressive strength of the samples

    编号 压碎时的最大压力/kN 抗压强度/MPa
    1 25.6 16.0
    2 28.7 17.9
    3 78.6 49.1
    4 40.5 25.3
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    表 6  试样吸水率测试结果

    Table 6.  Water absorption rate of the samples

    编号 干重/g 湿重/g 吸水率/%
    1 83.15 83.88 0.88
    2 93.43 93.97 0.58
    3 59.44 59.68 0.4
    4 85.12 85.47 0.41
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出版历程
收稿日期:  2018-02-26
刊出日期:  2018-10-25

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