钙铁硅冶炼渣烧结制备微晶玻璃工艺研究的开题报告.docx

钙铁硅冶炼渣烧结制备微晶玻璃工艺研究的开题报告
一、选题背景
微晶玻璃是一种全新的无机非晶材料，具有非常优异的性能，如高的硬度、低的膨胀系数、良好的耐腐蚀性、强的抗热震性和优秀的光学性能，因此在陶瓷、摄影、生物医学等领域有广泛的应用前景。目前微晶玻璃的制备技术主要包括熔融法、溶胶-凝胶法、蒸发-凝聚法等。然而这些方法的制备工艺复杂、成本高、有些方法还存在环境污染等问题。因此，寻求一种低成本，高效率的制备微晶玻璃方法是非常必要的。
钙铁硅冶炼渣是由高炉、钢铁厂等冶炼过程中产生的一种副产物，含有大量的SiO2和CaO等成分，目前大量的钙铁硅冶炼渣是直接堆放在露天处，给环境造成了极大的污染。因此，钙铁硅冶炼渣的处理和资源化利用成为了一个亟待解决的问题。我们考虑将钙铁硅冶炼渣中的主要组分SiO2和CaO利用起来，通过烧结制备微晶玻璃。
二、研究内容和目标
本研究将以钙铁硅冶炼渣中的SiO2和CaO为主要材料，通过一系列的工艺处理，包括混合、制粒、烧结等步骤，制备出微晶玻璃。具体的研究内容和步骤如下：
1.对钙铁硅冶炼渣进行化学分析，确定其组成。
2.制备原材料：钙铁硅冶炼渣、高纯度SiO2、碳酸钙等。
3.混合原材料：根据一定的比例，混合钙铁硅冶炼渣、高纯度SiO2、碳酸钙等原材料。
4.制粒：将混合后的原材料制成一定大小的颗粒，以便于后续的烧结。
5.烧结制备微晶玻璃：采用热处理的方法，将制粒后的原料在高温下烧结，制备成微晶玻璃。
6.对制备出的微晶玻璃进行性能测试，包括硬度、抗压强度、熔化温度、热膨胀系数、透光率、折射率等。
本研究的目标是通过系统的实验研究，并优化工艺，最终制备出性能优异、制备工艺简单、成本低廉的微晶玻璃。
三、研究意义
本研究方案通过钙铁硅冶炼渣中的SiO2和CaO制备微晶玻璃，实现了矿渣的资源化利用，同时解决了该类矿渣对生态环境的污染问题。该方案的优点如下：
1.低成本：该方案原材料来自冶金工业副产品，成本较低。
2.环保：通过钙铁硅冶炼渣中的SiO2和CaO制备微晶玻璃，实现了矿渣的资源化利用，避免了对环境的污染。
3.性能良好：微晶玻璃具有优异的性能，如高硬度、低膨胀系数、良好的耐腐蚀性、强的抗热震性和优秀的光学性能等。
四、研究方法
本研究采用实验方法进行。首先确定钙铁硅冶炼渣的化学成分和性质，确定原材料比例，混合、制粒、烧结制备微晶玻璃，并对制备出的微晶玻璃进行性能测试。
五、预期结果
通过实验研究和数据分析，本研究预计能够制备出性能优异、工艺简单、成本低廉的微晶玻璃，并进行性能测试，包括硬度、抗压强度、熔化温度、热膨胀系数、透光率、折射率等。
六、研究难点
本研究的主要难点包括：
1.钙铁硅冶炼渣的化学成分和性质不稳定，其成分的变化会直接影响微晶玻璃的质量，因此需要对钙铁硅冶炼渣进行详细的化学分析。
2.利用钙铁硅冶炼渣制备微晶玻璃还需要钙铁硅冶炼渣与高纯度SiO2及其它辅助原料的混合比例和烧结条件的优化等研究。
七、进度安排
第一年：
1.对钙铁硅冶炼渣进行化学分析，确定其组成和性质。
2.制备原材料：钙铁硅冶炼渣、高纯度SiO2、碳酸钙等。
3.混合原材料：根据一定的比例，混合钙铁硅冶炼渣、高纯度SiO2、碳酸钙等原材料。
第二年：
4.制粒：将混合后的原材料制成一定大小的颗粒，以便于后续的烧结。
5.烧结制备微晶玻璃：采用热处理的方法，将制粒后的原料在高温下烧结，制备成微晶玻璃。
第三年：
6.对制备出的微晶玻璃进行性能测试，包括硬度、抗压强度、熔化温度、热膨胀系数、透光率、折射率等。
7.最终化验、分析，撰写论文，准备答辩。