以油泥为主要原料的SiO2-Al2O3-CaO系陶瓷制备及机理

马 远， 李 宇， 邢芩瑞

(北京科技大学 钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083)

油泥是油田开发及储运过程中产生的一种污染物，按照其来源不同，分为落地油泥、罐底油泥以及炼油厂油泥[1]。目前中国每年产生的油泥总量已达10 Mt，且产量还将继续增加[2]。油泥的成分极其复杂，一般由水、泥土和油类有机物组成，另外还含有大量的病原菌、硫化物、重金属等有毒有害物质[3]，随意排放或者露天堆存会对土壤、水体、空气造成污染，对人类身体健康造成危害。

目前处理油泥的方法有：萃取分离、化学破乳、热处理和热解吸、固化处理、脱水焚烧处理、生物降解等[4]，但每种方法都有各自的局限性和适用范围。目前主要实现了油泥中原油回收或油泥无害化处理，与完全实现油泥资源化利用还存在较大差距[5]。

利用工业固废制备陶瓷已成为研究热点。张晨阳等[6]将钙质废料掺入陶瓷坯料，并分别在1160 ℃和1185 ℃下烧结，制备了具有钙长石和莫来石晶相的陶瓷。与原陶瓷坯料在1320 ℃烧成样品相比，该陶瓷显气孔率和吸水率均有所降低，抗折强度大幅度提高。Jiang等[7]利用富含CaO和Fe2O3的劣质黏土制备SiO2-Al2O3-CaO系陶瓷的实验表明，CaO在较低烧结温度下转变成钙长石和透辉石，而Fe2O3促进了陶瓷的致密化过程。艾仙斌等[8]，赵立华[9]利用氧化钙含量较高的钢渣制备陶瓷并开展了工业化实验，结果表明SiO2-Al2O3-CaO系陶瓷适宜于协同利用高钙和高硅、高铝组分的固废原料，当陶瓷的主晶相为钙长石时，能够在较低烧结温度1100～1130 ℃下制备出抗折强度为30～75 MPa的合格陶瓷。……