电解锰矿渣制备泡沫玻璃的研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

利用电解锰矿渣以及废弃玻璃渣可以人工制造一种内部充满无数微小均匀连通或封闭气孔的泡沫玻璃材料[1,2]。它具有机械强度高、导热系数小、热工性能稳定、热膨胀系数低、不燃烧、不变形、使用寿命长、工作温度范围宽、耐腐蚀性能强、不具放射性、不吸水、不透湿、不受虫害、易加工可锯切、施工极其方便等优点，是一种性能良好的保温隔热和吸声的节能环保材料，也是一种轻质的高强建筑材料和装饰材料[3]。

我国关于泡沫玻璃的研究最早开始于20世纪50年代，在沈阳陶瓷厂研制生产成功第一批泡沫玻璃，曾先后兴建了25个泡沫玻璃生产厂[4,5,6]。法国是发明泡沫玻璃最早的国家，其生产泡沫玻璃采用原料为多原料体系，充分地利用工业废弃物来生产泡沫玻璃，还研制出复杂碱金属氧化物和碱土金属硅酸盐泡沫玻璃体系[7]。美国研制开始与于20世纪40年代，并且美国对于泡沫玻璃生产和研究却一直处于领先地位，是世界上最大的泡沫玻璃生产国[8]。日本在1945年之后开始重视泡沫玻璃的相关研究工作，从法国买到stgobain公司的粉末烧成法制备泡沫玻璃投入市场[9]。前苏联于1939年在门捷列夫化工学院的中间试验厂研制成功了泡沫玻璃产品，在生产原料选择上不仅重视废玻璃，并且特别注视工业废渣的综合利用[10]。

废弃玻璃的主要成分含硅酸钠、二氧化硅、硅酸钙等成分，其环境问题主要是不易分解、堆积占地问题严重。电解锰渣主要含锰、可溶性盐及其他固态矿物成分，其中含硫酸盐、氨氮、硒、锰离子的浓度极高，属于一般工业废弃物。电解锰行业作为典型的湿法冶金行业，是一个高能耗、高污染、高排放的“三高”行业，它在促进各地经济快速发展的同时引发了废水、废渣等多种严重的环境问题，其中电解锰渣的大量堆放与污染最为突出，因此也制约了电解锰产业的健康、有序和可持续发展[11,12]。加强废弃玻璃和电解锰渣的回收以及综合利用，既能维护生态平衡，又能实现可持续发展的战略目标。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

材料制备：选择普通平板玻璃碎渣和电解锰矿渣废料，添加聚乙烯醇pva（结合剂）、六聚偏磷酸钠(napo3)6（稳泡剂），对泡沫玻璃中发泡剂电解锰矿渣的掺量配比进行探究，以获得气孔分部均匀的泡沫玻璃。

材料表征：利用差热分析（dsc）、x射线衍射仪(xrd)、扫描电子显微镜(sem)、热导仪等测试手段对泡沫玻璃材料性能进行表征。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4-5周：学习使用实验仪器，并逐步开始制备样品。

第6-12周：研究制备工艺对泡沫玻璃形成能力的影响，研究电解锰矿渣的基本组成、掺加量对泡沫玻璃制备的影响，研究造孔剂类型及掺加量对泡沫玻璃孔结构、密度及强度等的影响。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]y.gong,r.dongol,c.yatongchai,a.w.wren,s.k.sundaram,n.p.mellott.recyclingofwasteamberglassandporcineboneintofastsinteredandhighstrengthglassfoams[j].journalofcleanerproduction,2016,112:4534-4539

[2]nibeditasasmal,mrinmoygarai,basudebkarmakar.preparationandcharacterizationofnovelfoamedporousglassceramic[j]. materials characterization, 2015, 103: 90-100

[3]张剑波,吴勇生.泡沫玻璃的研究进展[j].中国资源综合利用,2010,28:25-30