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煤基固废制泡沫陶瓷的发泡工艺研究及应用进展

         
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煤基固体废弃物主要包括采煤和选煤过程中排放的煤矸石、燃煤电厂排出的粉煤灰等,由于无法进行大规模利用并不断堆积造成了严重的环境污染。环保要求的提高使得煤基固废的处理成为煤炭行业的重中之重。泡沫陶瓷是一种具有耐高温特性的新型多孔材料,性能优异,应用范围广。利用煤基固废制泡沫陶瓷,不仅可实现煤矸石和粉煤灰的规模化利用,减少环境污染,还可降低泡沫陶瓷的生产成本。综述了煤矸石和粉煤灰制泡沫陶瓷的主要方法,包括发泡法、添加造孔剂法和有机泡沫浸渍法。不同类型的发泡剂均可在高温下反应或分解产生气体,从而在坯体中产生孔隙,重点阐述了造孔剂的造孔机理,造孔剂添加量对泡沫陶瓷孔分布、孔径大小、孔形貌以及对泡沫陶瓷性能的影响,如气孔率、抗压强度等。对比了不同制备方法的优缺点、应用范围和主要发展方向,其中发泡法可以控制产品的各向异性,但对原材料的要求相对较高,制备工艺条件不受控制;有机泡沫浸渍法可调控泡沫陶瓷的形貌和组成,但需要较长时间排塑;添加造孔剂法可获得形状复杂、气孔结构不同的产品,但造孔剂易发生团聚现象。概述了泡沫陶瓷在不同领域的应用进展,针对不同的应用领域,泡沫陶瓷的性能侧重点也不尽相同,对孔结构要求也不同。由于煤基固废组成成分复杂程度不同,在一定程度上阻碍了泡沫陶瓷的发展,指出了今后煤基固废制备泡沫陶瓷所需解决的问题,即深入研究煤基固废的物料特性和烧结活性,加强对形成过程中孔结构的理论研究,建立煤基固废制不同类型泡沫陶瓷的性能指标体系和性能标准,从而为后续泡沫陶瓷性能的研究和大规模应用提供参考。

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