生石灰在基于自蔓延高温合成的废物衍生陶瓷与功能材料制造中的应用

日期:2025-11-15 14:50 来源:润丰矿业 作者:赵明 浏览量:9

日期:2025-11-15 14:50 作者:赵明 浏览量:9

实现废物高值化利用是循环经济的核心。“自蔓延高温合成”技术,利用反应自身放热来维持合成过程,为将废物一步转化为“废物衍生陶瓷”或“功能材料”提供了高效路径。在此领域中,“生石灰”既是高放热反应的参与者,也是调控最终产物物相的关键组分。

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SHS技术通常用于合成高性能陶瓷、金属间化合物等。将其应用于废物处理时,设计特定的“热剂”体系至关重要。生石灰因其与水或某些物质反应释放大量热能,常被作为“热剂”或反应物引入配方。例如:

  • 处理含重金属污泥:将污泥、铝粉(作为还原剂和主要发热源)、生石灰和二氧化硅混合。点燃后,铝热反应产生超高温,生石灰一方面提供额外热量并调节反应温度,另一方面与SiO₂及重金属氧化物反应,生成稳定的钙长石、硅酸钙等陶瓷相,将重金属固溶在其中,形成化学性质极其稳定的“废物衍生陶瓷”,可用作骨料或耐火材料。
  • 合成环境功能材料:以粉煤灰(富含SiO₂、Al₂O₃)、生石灰和少量添加剂为原料,通过SHS反应,可以一步合成出具有多孔结构的硅酸钙或铝酸钙基“功能材料”。这种材料本身就具备良好的吸附性能,可用于水处理或作为催化剂载体。

生石灰”在SHS过程中的作用至关重要:

  1. 提供能量:其水化热是维持SHS波传播的重要能量补充。

  2. 调控产物物相:作为钙源,它直接决定了最终陶瓷产物的矿物组成(是硅灰石还是钙长石等),从而控制其理化性能。

  3. 稀释与稳燃作用:适量生石灰可以调节反应剧烈程度,防止体系爆炸式反应,确保合成过程平稳可控。

这种“以废治废、一步成材”的SHS技术,将危险废物在秒级时间内转化为高价值材料,是废物资源化技术的极致体现。生石灰在其中作为“化学引擎”和“结构设计师”,展现了其在高端材料制造领域不容忽视的潜力。

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