1、莫來石因其晶體結(jié)構(gòu)和獨特的骨架結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和機械性能，廣泛應用于高溫結(jié)構(gòu)和工程材料、微電子和光學等領(lǐng)域。煤矸石是煤礦開采中的固體廢棄物，因其年排放量大、利用率低等問題使得煤矸石的資源化利用成為我國政府所面臨的一大難題。
　　本文利用煤矸石的化學及物相組成特點，以煤矸石為基料，根據(jù)莫來石的化學計量比加入適量的Al2O3，采用干法加壓成型和固相高溫焙燒工藝對Al2O3含量為60-70wt.％的莫來石合成工藝進

2、行了研究。對煤矸石固相合成莫來石進行了熱力學分析計算，利用單因素實驗和正交實驗研究了焙燒溫度、保溫時間、成型壓力等工藝參數(shù)對產(chǎn)品性能的影響，以及加入助燒劑CeO2和MgO對產(chǎn)品性能的影響，并利用XRD、SEM等分析測試手段對產(chǎn)品有關(guān)性能進行了表征。得到如下結(jié)論：
　　對煤矸石固相合成莫來石進行熱力學分析計算表明，只有當溫度大于487.1℃時，在理論上可以由煤矸石和α-Al2O3合成莫來石，但這只是在理想狀態(tài)下才會發(fā)生。
　　

3、煤矸石合成M60型莫來石單因素實驗結(jié)果為：
　?。?）當焙燒溫度從1250℃升高到1400℃時，產(chǎn)品收縮率先增加后減小，結(jié)合XRD實驗結(jié)果可以得出從1250℃到1300℃時收縮率增加主要是由于發(fā)生了一次莫來石化反應，而從1300℃到1400℃時收縮率減小主要是由于發(fā)生了二次莫來石化反應；產(chǎn)品體積密度和抗壓強度隨著焙燒溫度的增加而增加；顯氣孔率和吸水率隨著焙燒溫度的增加先減小后增加。
　　（2）當保溫時間從2h增加到8h時，隨

4、著保溫時間增加，產(chǎn)品收縮率、體積密度和抗壓強度逐漸增加；顯氣孔率和吸水率逐漸減小；通過XRD實驗分析可知，保溫時間為6h以上合成的產(chǎn)品中莫來石含量要比低于6h保溫時間的樣品高，而6h和8h保溫時間下產(chǎn)品中莫來石含量基本不變。
　　煤矸石合成M60和M70型莫來石正交實驗結(jié)果為：對M60型莫來石產(chǎn)品體積密度、顯氣孔率和吸水率的影響程度由大到小依次均為：焙燒溫度＞保溫時間＞成型壓力，合成M70型莫來石實驗結(jié)果與M60型結(jié)果一致；合成M

5、60和M70型莫來石最佳工藝參數(shù)均為：焙燒溫度1500℃、保溫時間6h、成型壓力為2t。
　　添加劑對M60型莫來石產(chǎn)品性能影響實驗結(jié)果為：
　?。?）單獨添加MgO且添加量為0.5wt.%，在1250℃、1300℃和1400℃時，產(chǎn)品體積密度和顯氣孔率變化不大；在1500℃下產(chǎn)品體積密度有所增加，顯氣孔率減小，產(chǎn)品中莫來石含量增加。單獨添加CeO2且添加量為0.5wt.%，在1250℃和1300℃時，產(chǎn)品體積密度和顯氣孔率

6、基本無變化；在1400℃和1500℃溫度下產(chǎn)品體積密度增加，顯氣孔率減小，并且在1500℃焙燒溫度下變化量最大，產(chǎn)品中莫來石含量最大。
　　（2）CeO2和MgO復配添加且添加量為0.5wt.%，焙燒溫度設定為1500℃，在不同的復配比下產(chǎn)品體積密度均有所增加，顯氣孔率有所降低，并且在CeO2和MgO配比為1：1時，產(chǎn)品體積密度最大，顯氣孔率最小，產(chǎn)品中莫來石含量最大，即為CeO2和MgO的最優(yōu)配比。
　　綜上所述，本文以煤