模拟熔融态黄磷炉渣制备微晶玻璃析晶规律研究

人工晶体学报, 2016, 45(11): 2577-2584.

模拟熔融态黄磷炉渣制备微晶玻璃析晶规律研究

刘红盼 ^1, , 黄小凤 ^2, , 马丽萍 ^3, , 尚志标 ^4, , 陈丹莉 ^5, , 蒋明 ^6,

1.昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明,650500

2.昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明,650500

3.昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明,650500

4.昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明,650500

5.昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明,650500

6.云南农业大学资源与环境学院,昆明,650201

基金项目: 昆明理工大学分析测试基金(2016P2014607009,2016T11304019,2016M20152207032)

关键词：热态黄磷炉渣 , 微晶玻璃 , 液固混熔 , 析晶活化能

Crystallization Law of Glass-ceramics Derived from Simulated Molten Furnace Slag of Yellow Phosphorus

Keywords： molten furnace slag of yellow phosphorus , glass-ceramics , liquid-soild mixing , crystallization activation energy

以SiO2-Al2O3、Na2O-SiO2-Al2O3 、K2O-SiO2-Al2O3、CaO-SiO2-Al2O3和MgO-SiO2-Al2O3五种混合辅料为研究对象,采用液-固混合法与热态黄磷炉渣进行高温混熔直接制CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃.通过Factsage、差热分析和X射线衍射,并利用修正后的Johnson-Mehl-Avrami (JMA)方程,分析了不同辅料在高温下与热态黄磷炉渣混熔制备微晶玻璃的析晶规律.结果表明:混合辅料SiO2-Al2O3出现液相的最低温度为1595℃,而当加入碱金属或碱土金属作助熔剂时辅料的熔融液相温度均大幅降低.添加Na2O-SiO2-Al2O3辅料后制备出的微晶玻璃析晶活化能E为192.8718 kJ/mol,而添加K2O-SiO2-Al2O3辅料后其析晶活化能明显增加为306.4335 kJ/mol.当助熔剂为CaO和MgO时,其析晶活化能接近,分别为376.7427 kJ/mol和372.0462 kJ/mol.在五种混合辅料直接添加到热态黄磷炉渣制备微晶玻璃过程中,K2O-SiO2-Al2O3和CaO-SiO2-Al2O3辅料均出现目标主晶相为硅灰石(CaSiO3)的物相.综合考虑析晶活化能和物相组成,以K2O-SiO2-Al2O3为混合辅料直接加入热态黄磷炉渣制备出的微晶玻璃优于其它混合辅料的直接添加.

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