陶瓷废渣高效利用技术基础研究

针对我国目前陶瓷废渣处理过程中工艺选择不合理、利用产品价值低、处理成本高、基础研究不够、缺乏创新工艺等问题，本项目根据陶瓷废渣的特点，拟对陶瓷废渣采用分类处理合成陶瓷纤废渣纤维、氮氧化物复合耐火材料、多孔保温材料等高附加值的产品。建立陶瓷废渣成纤性能与熔体黏度、表面张力之间的关系模型，揭示成纤过程中热传递与熔体物相结构之间的变化规律，为陶瓷废渣制备陶瓷纤维提供理论依据和工艺参数；获得利用陶瓷废渣制备氮氧化物复合耐火材料的热力学和动力学数据，优化温度、时间等工艺参数，为半工业/工业生产奠定理论基础；系统研究利用陶瓷废渣制备多孔隔热保温材料过程中的相关机理，获得并优化造孔剂、成型工艺、烧结温度、合成时间等工艺参数，构建多孔保温材料性能与物性之间的模型；为陶瓷废渣的高效利用奠定技术基础。

本项目针对我国目前陶瓷废渣处理过程中工艺选择不合理、利用产品价值低、处理成本高、基础研究不够、缺乏创新工艺等问题，对利用陶瓷废渣合成氮氧化物复合耐火材料、无机纤维材料以及多孔保温材料等高附加值产品进行了系统的理论与技术基础研究。首先，在前期研究基础上,利用陶瓷抛光废渣合成了多种高性能的氮氧化物/氧化铝复相耐火材料，系统研究了新型耐火材料产品制备与性能， 合成过程具体反应过程如下： SiO2 + Al2O3 + SiC + N2 →β-Si6-ZAlZOZN8-Z + Al2O3+CO 根据上述反应，陶瓷废渣中Al2O3 和 SiC含量相对偏少，为此，我们加入废弃的铝碳复合耐火材料，如铁水沟耐火材料等作为组成调控材料，另外,部分试验添加了高铝煤矸石 ,合成多种高性能的氮氧化物/氧化铝复相耐火材料。 研究了废弃物中有害元素的去除与迁移转化规律。系统研究了高温反应过程各工艺参数对所合成材料物相组成、分布、形态以及性能的影响规律。系统研究所合成产品的各项物理化学性能。 其次，研究了陶瓷废渣与其它工业固废耦合制备无机纤维的技术与装备。同时,进一步制备多种纤维产品,如纤维毯、纤维板以及纤维管等。研究了所制备的陶瓷纤维板导热系数与其物理性能的关系，建立了纤维导热系数计算新模型，发表了多篇SCI收录的专业论文。 最后，系统进行了陶瓷废渣制备多孔保温材料以及复合墙体研究，采用造孔技术（造孔剂或发泡剂等）研究了利用陶瓷废渣制备多孔材料的方法，合成了多种高性能的多孔保温材料，建立了新型多孔材料导热系数模拟的数学模型。还一次合成了具有良好保温性能与外墙结构装饰于一体的复合外墙材料,发表SCI收录的专业论文22篇，获得国家发明专利授权10项，申请国家发明专利1项。获得中国循环经济协会科技奖一等奖1项，培养博士与硕士研究生7名，出站博士后3人。