基于珠光砂孔隙多、体积密度低、热导率低的特点，为提高中间包永久性内衬浇注料的保温性能，本文研究了珠光砂添加量对矾土浇注料性能的影响。结果表明，随着珠光砂添加量的增加，烧制浇注料的体积密度减小，显气孔率增加，这与珠光砂本身特性有关，且随着珠光砂添加量的增加，浇注料的加水量增加，烧制时浇注料内部由于水分蒸发形成的原位气孔增加。同时，由于吸水后珠光砂强度降低且珠光砂与浇注料中基质的结合作用较弱，随着珠光砂添加量的增加，浇注料的抗折强度、常温抗压强度降低。综合分析，珠光砂最佳添加量为3%(质量分数)。在400~800 ℃时，添加3%珠光砂浇注料的导热系数比常规矾土浇注料低30%左右，证明添加珠光砂可显著提高矾土浇注料的保温性能。

耐火材料的轻量化是高温工业节能的重要方向。以三级生矾土和粉煤灰为主要原料, 采用原位分解法制备轻量M60莫来石材料, 研究在不同烧成温度下粉煤灰对轻量M60莫来石材料结构与性能的影响。结果表明: 在1 400、1 500 ℃烧成温度下, 粉煤灰的引入使材料的体积密度降低, 总气孔率增加, 耐压强度大幅提升; 引入粉煤灰的试样1 500 ℃烧成后导热系数有明显下降。当烧成温度达到1 600 ℃时, 粉煤灰的引入使材料的总气孔率减小, 体积密度略有增加, 导热系数明显增加。此外, 粉煤灰的引入会降低材料的荷重软化温度。引入34.0%(质量分数)粉煤灰后, 所制备莫来石材料的体积密度降低了8%~13%, 总气孔率增加了23%~37%; 经1 500 ℃烧成后, 材料耐压强度达到(122.6±2.2) MPa, 1 000 ℃测试时的导热系数仅为0.616 W/(m·K)。

铝矾土尾矿是一种具有挑战性的固体废弃物，利用前景相对较小，大量堆存破坏生态环境，是铝土矿实现可持续开发利用过程中亟需解决的问题。以铝矾土尾矿为主要原料，添加铝矾土熟料、锂瓷石制备了莫来石-刚玉质复相陶瓷，通过添加了不同含量的锂云母，探究了其对莫来石-刚玉质复相陶瓷的性能影响。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对陶瓷的物相组成和形貌进行分析，研究锂云母的含量、烧结温度等对陶瓷力学性能的影响。结果表明：锂云母的加入可降低陶瓷烧结温度，提高其力学性能，当添加质量分数为10%的锂云母、烧结温度为950 ℃，制得莫来石-刚玉质复相陶瓷的力学性能较好，满足建筑陶瓷材料应用领域及建筑砖使用要求，其物相组成为刚玉、莫来石、石英、赤铁矿、金红石及玻璃相，体积密度为1.75 g/cm3，导热系数为0.447 W/(m·K)，收缩率为5.47%，常温抗压强度为74.87 MPa，在建筑陶瓷材料等领域具有广泛的应用前景。

为制备保温性能及机械性能均较优异的高温窑炉用隔热耐火材料, 以多孔球形莫来石、矾土细粉、α-Al2O3微粉、硅微粉和Secar71水泥为主要原料, 制备了多孔球形莫来石基浇注料, 研究了矾土细粉掺量对多孔球形莫来石基浇注料机械性能、导热系数、抗侵蚀性能及热震稳定性的影响。结果表明, 改变矾土细粉的掺量, 可使多孔球形莫来石基浇注料在保持较高机械性能的基础上提高保温性、热震稳定性和抗侵蚀性能。随着矾土细粉掺量的增加, 多孔球形莫来石基浇注料的机械性能变化不大, 但导热系数小幅降低, 抗侵蚀性能出现较大差异, 热震稳定性先提高后降低。当矾土细粉掺量为28%(质量分数)时, 多孔球形莫来石基浇注料的机械性能、热震稳定性及抗侵蚀性能良好, 在1 000 ℃时导热系数为0.905 W·m-1·K-1。多孔球形莫来石基浇注料的导热系数低于中间包和钢包永久层用高铝浇注料, 可替代中间包、钢包永久层用高铝浇注料以减少热损失。

采用直接煅烧法、还原法及添加脱硫剂煅烧法对电解锰压滤渣进行了高温脱硫，研究了不同方法得到的脱硫产物的物相、残硫量和活性，并比较了几种方法的工业适用性。结果表明：直接煅烧法的脱硫渣和坩埚粘连严重，实际操作困难；加入煤粉并没有改善脱硫渣和坩埚的粘连问题，且脱硫渣中残硫量高；石灰石虽能减弱脱硫渣和坩埚的粘连，但由于生成惰性物质石英，降低了脱硫渣的活性；采用铝矾土作为脱硫剂进行脱硫，脱硫渣的残硫量低，脱硫渣和坩埚不粘连，脱硫渣活性高。铝矾土添加量为42%(质量分数)，脱硫温度为1 250 ℃，脱硫保温时间为5 min时，脱硫渣中硫含量为0.089 4%(质量分数)，达到脱硫要求。

脱硫是高硫铝土矿资源综合利用的前提, 开展高硫铝土矿焙烧反应特征研究是焙烧脱硫技术开发的基础。 对含硫量为4.32%的贵州高硫铝土矿开展热分析和傅里叶变换红外(FTIR)光谱分析联用试验, 采用TG, DTG, DSC和FTIR联用方法, 综合分析、 研究了高硫铝土矿在氧化焙烧过程中发生反应的种类、 反应历程和主要特征, 并讨论了悬浮态脱硫新工艺的开发。 采用一种改进的红外光谱分析方法, 从混合气体产物的红外吸收光谱中分离出气体组分的流量特征, 从而将高硫铝土矿的脱水和脱硫过程分离并进行分析。 结果表明, 主要反应是一水硬铝石脱水、 黄铁矿氧化脱硫和方解石分解, 释放的气体产物分别是H2O(g), SO2和CO2。 一水硬铝石脱水为单步反应, 温度范围为380~580 ℃, 黄铁矿脱硫为两步反应, 温度范围为388.0~574 ℃, 方解石的分解的温度范围是700~860 ℃。 高硫铝土矿脱硫的放热能够直接补偿脱水的吸热, 悬浮态脱硫适宜的操作温度为580~650 ℃。 研究结果为高硫铝土矿悬浮态脱硫技术开发提供基础数据参考。

研究了矿化剂对中低品位铝矾土对所制备铝酸钙粉的结构及其光谱性能的影响.以中低品位铝钒土和碳酸钙为主要原料,矿化剂CaF2为添加剂,三者经充分混合、高温煅烧和粉磨后,生产出的铝酸钙粉可直接用于制备聚合氯化铝、聚合硫酸铝、铝酸钠等水处理剂.通过调整原料中铝矾土和碳酸钙的质量比和矿化剂CaF2投加量的方法优化铝酸钙粉的制备工艺,采用红外光谱分析对铝酸钙粉和铝矾土进行表征,并对矿化剂的矿化机理进行研究.红外光谱分析结果表明:加入矿化剂CaF2,可促进铝矾土中硬水铝石、三水铝石和高岭石的分解转化,使碳酸钙的分解完全,使原料中的铝矾土与碳酸钙进行更加充分的反应,不仅有助于碳酸钙中的Ca与铝矾土中的Si结合,还有助于促进铝矾土中的Si—O,Si—O—Al及Al—Si键的断裂,使铝矾土中的Al充分溶出,从而提高Al2O3的溶出率;矿化剂CaF2的投加量(质量比)为3%时,可有效促进Al2O3的溶出;矿化剂CaF2的投加量为1.5%时,不足以起到充分的矿化作用;中低品位铝矾土较高品位铝矾土更易于烧结制备铝酸钙粉;在1 250 ℃下制备铝酸钙粉的最佳物料配比是:原料中铝矾土与碳酸钙的质量比为1∶0.6,矿化剂CaF2的投加量为3%。