燒結固化

原理

燒結法為粉末顆粒提供擴散能量，將大部分氣孔從晶體中排除，在固化體中的晶相邊界發生部分熔融，在低於熔點的溫度下使晶體成為緻密堅硬的燒結體。其所需能量比熔融法低。燒結過程必須具備兩個條件：①存在物質遷移的機理；②有一種能量（熱能）促進和維持物質遷移。

將燒結技術套用於廢物處置，是將廢物經過分揀、粉碎等處理，再加入添加劑，與廢物一起攪拌均勻，經高溫燒結、化學反應，然後用特殊的模具定形還原成新型高強度合成材料。根據主原料中含矽、鋁、鐵、鈣等氧化物的多少，配以磷酸或水玻璃等為主的添加劑，經過混合、澆注、固化、乾燥、燒結等工序而成。

該技術可以處理工業固體廢渣，包括粉煤灰、尾礦、磷渣、廢砂、爐渣、赤泥、硫酸渣、污泥等。

該技術不堆、不埋、不燒，可杜絕廢物淨化處理過程中或處理後的二次污染問題。它能使處理後的廢物達到無污染程度，並且可以變廢為寶，生產多種廢物磚。

根據加熱過程是否有液相產生及顆粒間結合機制，可分為固態燒結和液態燒結。

根據燒結溫度高低，可分為：1100℃以下為低溫燒結，1100~1250℃為中溫燒結，1250~1450℃為高溫燒結，1450℃以上為超高溫燒結。

燒結窯爐有間歇式窯爐和連續式窯爐。間歇式窯爐適合小批量或特殊燒成方法，連續式窯爐用於大規模生產與相對低的燒成條件。目前使用最廣泛的是電加熱爐。

1.化學組成：決定了燒結的起始溫度。矽鋁類物質需要的燒結溫度較高，鹼金屬化合物一般熔融溫度較低，可作助溶劑來降低燒結溫度。

2.粒徑分布：顆粒越細，比表面積越大，燒結驅動力越大。粒徑分布越廣，得到的晶相分布越均勻。

3.成形壓力：成形壓力越大，燒結體緻密化程度越高，但如果壓力超過塑性形變限度會發生脆性斷裂。

4.燒結溫度：燒結溫度越高，顆粒內部原子移動性越強，但溫度過高會發生過燒，造成抗壓強度下降。

5.燒結時間：燒結時間長可使內部原子移動距離延長，改善燒結效果。

6.燒結氣氛：會顯著影響試體中化學組成。可通過控制燒結氣氛得到較穩定的燒結體。