[00100983]资源化利用铁尾矿生产微晶玻璃绝缘新材料

项目简介 　　在国家自然科学基金“利用金属尾矿制取建筑微晶玻璃晶化行为研究”资助下，东北大学资源综合利用课题组对以冶金尾矿为主要原料制备微晶玻璃进行了系统的基础研究，利用黄金尾矿、铁尾矿和冶金渣、粉煤灰等工业废渣制取工业用绝缘微晶玻璃材料和民用装饰材料，完成了原料的优选、配方设计、晶核剂种类和浓度的筛选、结晶化热处理工艺制度优化和成型工艺研究，具备完善的实验研究系统，形成了系统的技术路线，积累了大量的实验经验和研究成果。获二项国家发明专利：○1一种微晶玻璃绝缘子的制备方法及产品，专利号：ZL98117459.0；○2微晶玻璃装饰砖的制备方法，ZL98117458.2。 　　根据应用对微晶玻璃性能的要求,结合金属尾矿的组成特点，选择以铝硅酸盐系统作为配方组成系统，优选了以MgO-Al2O3-SiO2、CaO-MgO-Al2O3-SiO2及MgO-Al2O3-SiO2-Fe2O3系统为主的基础玻璃，以TiO2和Cr2O3为复合晶核剂的矿业废渣微晶玻璃组成系统，发明了一种微晶玻璃绝缘子的制备方法。其特点是75%以上原料选自矿业废渣，通过熔融、低压浇铸、核化、晶化等过程，制得了以堇青石、尖晶石为主晶相的微晶玻璃材料，制品机械强度高，介电损耗小，抗热震性好，电绝缘性能比传统陶瓷质产品高一个数量级；这种以矿业废渣为主要原料的微晶玻璃介电材料，开辟了电绝缘材料的新领域。 　　微晶玻璃其机械性能优于高压电瓷；电工性能好，可以高出高压电瓷几倍以上；耐风化耐酸碱，急冷急热性能强；如果需要，热膨胀系数可以实现为零。 　　绝缘子作为一种电力元器件，当前国内外陶瓷绝缘子居多，主要弊端：以优质粘土为原料、破坏土地资源；工艺繁琐，制品稳定性差，合格率不足50％。由对比表显示：微晶玻璃的电工性能和机械强度明显优于高压电瓷。采用微晶玻璃材料制造绝缘系列耐火产品，从质量和性能等方面衡量，具有很强的优势。 　　成本低、强度高的微晶玻璃对绝缘子制造有巨大意义。利用微晶玻璃的高静态强度和冲击强度及优良的介电性能,就可以降低绝缘子的厚度,从而减少了它的重量,结果导致大量节能和提高生产效率,并具有更大的自由设计。如果以微晶玻璃为基础材料的绝缘子工业化生产得以实现,这将是对电瓷行业的巨大冲击,因为它们将以其高强度和优良的介电性能，部分或全部代替电瓷或陶瓷传统生产工艺。特别是在原料选择方面有明显的优点,因为传统电瓷材料的主要成分一般是优质粘土和高岭土,这种原料的节约是合乎需要的。 　　统计资料表明:我国电气火灾事故的比例逐年提高，80年代中期，电气火灾事故所占比例为12.8%，到20世纪90年代中期，已增加到43.4%，且此比例仍呈上升趋势。在电气火灾事故中,电线、电缆等供电线路引发的火灾，其发生次数和造成的直接经济损失都占一半左右。近年来，由于高层建筑和超高层建筑迅速发展，作为供电主干线的母线槽也得到广泛应用，而且民用住宅建筑发展更为迅速。“九五”期间，我国城市规划住宅建筑目标是12亿平方米。大中城市为了节约用地，也向高层化发展，每户的设计负荷达4KW以上。所以，在高层住宅建筑中也大量采用了母线槽。据中国电工学会1999年耐火电缆论文集提供的资料估算:目前，全国母线槽的需求量为300万平方米，产值达20亿元。 　　我国作为大电流供电干线的母线槽，阻燃型、耐火型的研制工作起步晚。目前各厂生产的耐火母线槽基本上是在原有空气式母线槽基础上采用双层隔热壳体及陶瓷夹板、空气介质等措施达到防火效果。所用绝缘材料也是目前市场能够采购到的材料拼凑而成。虽说也有一定的防火性能，但由于结构简陋，体积庞大，根本无法满足诸如温升波动、热稳定度等电性能指标的要求。而且必须充分认识到，就电性能指标而言，这类产品均为不合格产品，使用后的隐患很大。 　　随着高层建筑的大量崛起及智能化楼宇的涌现，面对供电线路电气火灾事故的严酷现状，势必要求作为大楼供电主干线的绝缘母线槽，不仅必须具备优良的电气性能，而且还必须具备可靠的耐火性能。有鉴于此，开发生产耐火型绝缘母线槽已是刻不容缓的大事。谁能捷足先登开发生产出价廉物美的产品，谁就能率先占领市场，夺取制高点。