粉煤灰制备无机陶瓷材料的研究进展

左绪俊　王臣　费乾峰　陈钊　杨本宏

摘 要：该文首先简要介绍了粉煤灰和陶瓷材料的特点和性能，综述了以固体废弃物粉煤灰为主要原料制备出莫来石、堇青石、钙长石、硅灰石和硅基复合陶瓷材料的研究进展，并展望了粉煤灰制备陶瓷材料的应用前景。

关键词：粉煤灰；莫来石；堇青石；無机陶瓷材料

中图分类号 X705 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）16-0089-06

Progress in Preparation of Inorganic Ceramics by Fly Ash

Zuo Xujun1 et al.

（1Department of Biological and Environmental Engironeering，Hefei University，Hefei 230601，China）

Abstract：First，this paper introduced simply the characteristics and properties of fly ash and inorganic ceramic materials，and then reviewed the research progress of using solid waste fly ash as main raw material to prepare mullite，cordierite，calcium feldspar，wollastonite and Si base composite inorganic ceramic materials，and finally the application prospect of the prepared inorganic ceramic materials was prospected.

Key words：Fly ash；Mullite；Cordierite；Inorganic ceramic material

1 引言

粉煤灰是煤炭燃烧后产生的烟尘中的细小粉状颗粒物，其中包含多种常见的微量危害元素（如：Cd、As、Cu、Cr、Hg、Pb等），是燃煤电厂排出的主要固体废弃物。据统计，中国每年用于发电的煤量约高达17亿t，而其产物粉煤灰的量约多达4亿t[1]。粉煤灰的长期露天堆积，不仅造成了大量的土地被占用，而且还污染土壤、空气和水资源，对环境和公众安全造成巨大威胁。因此，加强粉煤灰的资源化利用，使其变废为宝具有重要的意义。

陶瓷材料是人们生活生产中不可或缺的材料，当今称它与高分子合成材料、金属材料为目前的三大实用性固体材料。陶瓷材料是通过天然化合物原料或合成化合物原料经过成形加工和高温烧结而制成的一种无机材料，它具有熔点高、硬度大、耐磨性强、耐氧化性强等优良特性。

由于目前产业化的氧化铝、氧化锆等基质无机陶瓷的原料价格较贵，烧结温度较高，导致其生产成本居高不下，仅在某些高端领域取得初步应用；然而在某些利润率低且日处理量大的处理领域，现有价格较贵的商业无机陶瓷材料无法应用，因此如何利用廉价的资源降低合成无机陶瓷的成本是环保业目前主要研究方向之一。

粉煤灰中含有大量的矿物多相集合体，如：磁铁矿、石英、硅灰石、钙长石、方解石、赤铁矿、铝硅酸盐和莫来石等，其主要化学成分（SiO2和Al2O3）是制备陶瓷材料的传统常用原料，Fe2O3、CaO、TiO2等成分是良好的烧结助剂，能够与其它成分形成固溶体或在高温下产生液相，从而降低烧结温度，且粉煤灰中少量的炭也是良好的造孔剂。粉煤灰颗粒呈球形，具有大量微孔、较高比表面积和活性，容易研磨，是所有工业固废中制备低价无机陶瓷材料最具优势的原料。由于传统的陶瓷材料制备工艺和技术存在一定的缺陷，研究发现粉煤灰中含有大量的氧化物如：CaO、Al2O3、MgO、SiO2、Fe2O3等，与制备陶瓷传统原材料：黏土、石英砂、偏高岭土等成分相近。我们需要添加合适的烧结助剂和寻找新型制备工艺、反应烧结技术，这是陶瓷材料的主要研究方向。

通过调研近年来的相关文献，本文综述了用粉煤灰作为制备无机陶瓷材料的主要原料，并根据需要增加合适的添加剂，制备了不同主相的无机陶瓷材料及其应用研究。

2 用粉煤灰制备不同主相无机陶瓷材料的研究进展

目前，国内外无机陶瓷材料主要是以莫来石、堇青石、钙长石、硅灰石等为主晶相的材料，但这些材料的价格均偏高，导致所研究制备的陶瓷产品成本较高，很难得到大规模地推广与使用。下面介绍选用价格较低的粉煤灰作为主要原料，并根据需要增加合适的添加剂，选择适宜的添加剂，确定合理的制备工艺，研制出多种不同主相的无机陶瓷材料及其优势应用领域。

2.1 莫来石基陶瓷材料 莫来石（化学式为3A12O3·2SiO2），密度约为3.10g/cm3，莫氏硬度为6，熔点是1845℃，熔化温度约为1915℃，弹性模量为1.5×105MPa，它是硅酸铝系统中的在高温环境中及标准大气压下仅有的稳定二元物相。由于该相具有耐火度高、膨胀系数低（5.6×10-6/℃）和导热系数（3.0～3.5W/m×K）、介电常数低、良好的红外透过性能、耐酸性强、蠕变率低、比重低，广泛应用于耐火材料、结构陶瓷和电子行业等领域。

林滨[2]等以高铝粉煤灰为原料，经碱液预脱硅、酸洗除杂活化处理，烧结得到莫来石。研究了不同工艺条件对烧结莫来石产品性能的影响及不同烧结条件下的莫来石产品物相及显微形貌转变规律。实验结果表明，经过预处理后，粉煤灰中的A12O3含量由47.58wt%提高至65.35wt%，当原料的粒径平均为2.89μm，烧成温度是1600℃，保温时长为2h时，经预处理后的粉煤灰烧成莫来石相含量较高、长度约10μm的棒状晶体，制取样品的体积密度和显气孔率等理化性能良好，满足莫来石行业的标准要求，采取去硅处理工艺也节省Al2O3资源。endprint

董应超[3-5]以粉煤灰和Al（OH）3为原料在1400℃下制备出了莫来石支撑体。莫来石的颗粒形状有棒状和晶须状（针状）两种。其中晶须状莫来石会形成交错互锁的多孔结构，对莫来石的机械强度有显著提高。他用粉煤灰和铝土矿作为主要原料并添加MgO，在1500℃烧结温度制得莫来石陶瓷，探究MgO含量和烧结温度对莫来石晶相致密度的影响，通过对样品TGA、开气孔率和比重的测试结果表明，在1450℃烧成温度时，增加MgO的含量有利于提高陶瓷膜的线性热膨胀系数、机械强度和致密度。他以粉煤灰和铝土矿为主要原料并添加2wt%TiO2来探究TiO2对烧结活性和表征性能的影响，烧结1300～1500℃，实验结果表明，TiO2对粉煤灰的低温烧结有抑制作用、对粉煤灰的高温烧结有促进作用，样品的线性收缩率、体积密度和机械强度均随着TiO2的含量增大而增大，而开孔隙率和平均孔径随之增大而减小；通过XRD表征得知在1300℃时产生过渡性玻璃相刚玉质，当烧结温度达到1500℃时得到相对密度为93.94%、弯折强度为186.19MPa的莫来石陶瓷。

陈江峰[6]等利用高铝粉煤灰为原料直接制得M50型莫来石以及高含铝量粉煤灰与适量的工业Al2O3混匀后合成了M60型和M70型的莫来石，它的理化性能可达到我国烧结莫来石的行业标准要求，这很大程度地降低了制备成本。研究表明，用未经处理过的高含铝量粉煤灰直接制备低型号莫来石（M50），它的适宜烧成温度约为1400℃，用处理过的高含铝量粉煤灰制备高型号莫来石（M60和M70），它们的适宜的烧结温度约为1500℃；保温时间对制备莫来石性能的影响远小于烧结温度对其的影响，缩短高温下的保温时间比延长低温下的保温时间更有利于莫来石晶相的生成。孙俊民[7]等利用工业固废粉煤灰和工业Al2O3合成莫来石陶瓷材料研究，将处理后的粉煤灰与工业Al2O3粉按不同比例混料，经湿法磨细、模压成型后，分别在高温炉及高温窑中烧结制得莫来石的试验，获得了M50、M60、M70这3个系列的莫来石品种。结果表明：当混料中的Al2O3含量为60%，烧成温度为1575℃时，莫来石的晶体生成量达到峰值；其中M70型莫来石与M60型莫来石的理化性能均达到我国一级莫来石的基本标准，可以替代商业性莫来石材料用于工业生产中；M50型莫来石的理化性能基本等同于国内外同类产品。

李金红[8]等以高铝粉煤灰和铝矾土为主要原料，以V2O5为添加剂，研究了V2O5的添加量對样品的体积密度、孔隙率、抗弯强度、微孔结构的影响。实验结果得知，添加5～10wt%的V2O5可以降低烧成温度50℃；在烧成温度为1500℃时，莫来石陶瓷的孔隙率和吸水率随着的V2O5含量增加而明显地降低。

刘晶[9]等以粉煤灰和Al（OH）3分别为硅铝源，以MoO3为添加剂，采用原位反应烧结工艺制备微结构可控的晶须状莫来石基陶瓷膜，同时通过调节MoO3含量和焙烧温度来控制莫来石基陶瓷膜的多孔结构；结果显示，在焙烧过程中，MoO3的添加使莫来石基陶瓷膜的二次致密化温度由926℃延长至1445℃。结合XRD和SEM图，MoO3通过在1100℃形成低熔点的CaMoO4，进而促进低温液相的形成，降低二次莫来石化温度。同时MoO3和CaMoO4的挥发为莫来石晶须的生长提供了充足的空间，促进了晶须的生长。陶瓷膜的开孔隙率随着MoO3含量的增加而增加，最高达58%，孔径随之减小。在同一强度值水平，20wt%MoO3添加的陶瓷膜比未添加MoO3的莫来石基陶瓷膜拥有更高的开孔隙率。

2.2 堇青石基陶瓷材料 堇青石（化学式为2MgO·2Al2O3·5SiO2）具有低热膨胀系数、高红外辐射率、高热稳定性能、低密度、高力学强度、高抗热震性等优良性能，被广泛用于高品质的耐火材料、净化汽车高温尾气的催化剂载体材料以及红外辐射材料等。

程伟明[10]等以粉煤灰为主要原料，成功合成了堇青石多孔陶瓷。XRD分析表明堇青石是材料中的主要晶相。EPMA的分析结果表明合成的多孔陶瓷中，堇青石的晶粒分布呈细小均匀，含晶量多达80%以上，它们与玻璃相交叉呈浸染状，且两者分布均匀。材料的开孔隙率达到了40%，内部的孔均匀分布且孔径较大。该陶瓷抗热震性能良好，1200～28℃水淬火循环37次不破裂。张谦[11]等采用处理后的粉煤灰为主要原料合成堇青石玻璃陶瓷。XRD分析结果显示样品的主晶相为堇青石，含量达到84.12%。粉煤灰堇青石玻璃陶瓷的热膨胀系数α1为2.80×10-6/℃（1000℃）。样品经过在1200℃到室温（空气）的范围分段淬火（温度间隔为200℃）后，材料的弹性模量不但没有下降，反而略有上升，表明材料抗热震能力ΔT≈1200℃。热抗震性能是堇青石材料的一项重要性能指标。

张学斌[12]等以粉煤灰为主要原料，以铝矾土为添加剂，制得了以堇青石为主相的多孔性陶瓷材料。结果显示，烧成温度为1100～1350℃时，样品的抗折强度由50 MPa增大至65MPa，且其热膨胀系数由8.07×10-6/℃减小至4.21×10-6/℃。优化后的烧结工艺为最高烧成温度1300℃、保温4h。样品的孔隙率和孔径均随原料中造孔剂淀粉含量的增大而增大。在原料中添加40wt%的淀粉）可使制取的样品的孔隙率为41.7%、平均孔径为2.35μm和氮气通量达到0.225m3m-2h-1bar-1。任祥军[13]等以相似的配方在高于1150℃温度下合成α-堇青石。优化的条件下（1300℃×2h），弯曲强度为65MPa，仅低于工程陶瓷的致密性堇青石的强度标准70MPa，远高于工程陶瓷的低密性堇青石的强度（13MPa），热膨胀系数为4.21×10-6/℃，材料可以承受多达40次的热震实验（1200～28℃），可以满足严酷的高温环境下的应用。通过加入适量的淀粉制备出优质的多孔陶瓷膜支撑体层，孔径平均值为2.35μm，孔隙率约为42%，氮气通量约为22500m3m-2h-1bar-1，远超过了相同条件下的氮气通量8800m3m-2h-1bar-1，此材料在高温除尘与气体净化过滤器方面具有重大的应用价值。endprint

陈国华[14]等采用XRD、TGA和热膨胀仪等方法探究了由几种常见氧化物粉料（Al2O3、SiO2和MgO）制备堇青石陶瓷材料时，添加少量的Bi2O3对堇青石陶瓷晶相变化和理化性能的影响，分析得知Bi2O3在烧结过程中的作用机理是低温产生液相有利于烧结。试验表明，Bi2O3可以明显地降低烧成温度，在1250℃烧成并保温3h后的陶瓷是由α-堇青石和少许的μ-堇青石组成。随着Bi2O3添加量不断增大，陶瓷的热膨胀系数和致密度逐渐增大。当Bi2O3的质量分数为0.04时，原料中的石英相消失。Bi-O的膨胀系数较Si-O的大和Bi3+离子渗入堇青石晶格中是导致堇青石陶瓷材料的热膨胀系数变大的主要原由。

吕彦杰[15]等利用80wt%的粉煤灰和少量的工业氧化铝、氧化镁制备堇青石陶瓷，准确掌握堇青石的形成过程，采用X射线衍射仪测定了不同温度条件下材料的物相组成，采用电子探针技术观察了材料的显微结构，通过对比分析找出了堇青石形成规律，证实堇青石并非由原料发生固相反应直接生成，而是在1250～1300℃从熔融玻璃液相中富Mg区域析出，堇青石晶相的形成主要是以如下两种不同的途径制得：①5SiO2+2MgO·Al2O3=Mg2Al3[AlSi5O18]和②MgO·SiO2+SiO2+MgO·Al2O3+（3Al2O3·2SiO2）→Mg2Al3[AlSi5O18]。

邢祺瑞[16]等以粉煤灰：工业Al2O3：滑石粉=1：0.2：0.8的配料比例，分别将其煅烧至1100℃、1200℃、1350℃并保温2个小时后制得堇青石的实验研究。主要分析了烧结样品里堇青石相的生成，杂质组分对烧结产品的影响。RO/R2O型氧化物是造成试样在1350℃下融熔的原因。CaO含量（12.75%）过高，反应过程中Ca2+取代Mg2+，是导致钙长石相的大量生成的原因。堇青石的相在1100℃左右开始生成，随着温度增加物相逐渐增多，同时CaO是抑制堇青石相生成的主要杂质。

万媛媛[17]等以粉煤灰为主要原料代替传统的矿物原料，在化学计量比点成功地合成了堇青石微晶玻璃。XRD结果表明，堇青石为微晶玻璃的主晶相，且最优合成条件为1270℃下保温4h。EPMA结果表明，堇青石晶粒呈细小状且弥散在玻璃相中，粉煤灰中的杂质可作为烧结助剂有利于降低烧结温度，并使合成的温度范围变宽。堇青石微晶玻璃抗热震性能受堇青石相含量、开孔隙率、燒成制度等多方面因素的影响，即开气孔率越大、堇青石相含量越高对应的样品的热膨胀系数越小和抗热系数就越好，经试验可得陶瓷热震次数最多达到26次。

2.3 钙长石基陶瓷材料 钙长石（化学式为CaO·Al2O3·2SiO2）是一种富钙铝硅酸盐矿物，通常为板状或柱状晶体，呈白色或灰色。它具有较高的熔点（1550℃）、较低的热膨胀系数（4.83×10–6/℃）、热导率低[3.68W/（m·K）]和较好的抗热震性能，以钙长石为主晶相的多孔陶瓷材料应用在高温气固分离方面具有独特优势。因而以钙长石为主晶相的多孔陶瓷在污水处理、吸声材料、高温气固分离、高温隔热保温等方面的应用极具优势。

宋明光[18]等以高钙性粉煤灰为原料直接熔融制得了主相钙长石的陶瓷材料，不需要其他添加剂；研究发现粉煤灰中Fe2O3、TiO2等微量金属氧化物在热处理过程中可作为钙长石晶相的成核诱导剂。

刘晶[9]等以粉煤灰为原料，通过改变添加白云石的含量，研究了产物陶瓷膜的主相和空隙率；结果显示添加了28.43wt%白云石之后，产物的主相为钙长石，并且样品的二次致密化温度被延长至1100℃，比未添加的1059℃提高了40℃；由于添加剂白云石在加热过程中会产生CO2，从而有利于陶瓷膜的造孔，使样品的开孔隙率达到（46.54±0.21）%，而未添加白云石样品的开孔隙率只有（25.23±0.47）%。

游世海[20]等以高钙粉煤灰为主要原料、兰炭为造孔剂，配以少量膨润土为黏结剂，采用高温固相烧结法合成了以钙长石为主晶相的多孔陶瓷。结果显示，当烧成温度为1140℃、保温时间为90min、造孔剂含量为35wt%时，多孔陶瓷材料能兼顾较高数值的孔隙率和机械强度，分别是58.08%和9.41MPa。

何曼[20]等以粉煤灰和高炉渣为主要原料，以钠长石作为添加剂，在1160℃下烧结制得了以钙长石为主相的陶瓷材料；测试结果显示，样品的体积密度为2.39g·cm-3，维氏硬度为9.6GPa，热膨胀系数为7.6×10-6/℃。研究同时还发现，钙长石晶体通过低温下的“形核-生长”和高温下的“分相”2种方式形成，通过加大升温速率和增长晶化时间均可以使得样品中的钙长石含量增加。

2.4 硅灰石基陶瓷材料 硅灰石（化学式为CaO-SiO2）系为偏硅酸钙，天然硅灰石矿的外观颜色常为白色、灰白色和乳白色，它的常见形状有纤维状、短柱状和块状，硅灰石呈两种形式存在：α-CaO-SiO2和β-CaO-SiO2。硅灰石的比重约为2.8×103～3.0×103kg·m-3，莫氏硬度约为5.5，熔点为1540℃，α-CaO-SiO2的线性膨胀系数和β-CaO-SiO2的线性膨胀系数分别为11.8×10-6℃-1和6.5×10-6℃-1。天然硅灰石比合成硅灰石在工业中的应用范围较大，其成本也相对便宜10～20倍。

侯博智[21]等以粉煤灰和矿粉为原料，制备空心微珠坯体，坯体中粉煤灰添加量分别为12.5wt%、25.0wt%、37.5wt%和50.0wt%，将空心微珠的坯体进行堆烧，制备多孔陶瓷。用SEM、XRD、XRF及EPMA分析样品的微观形貌和物相组成。实验结果表明：随着粉煤灰含量的增加，多孔陶瓷材料的比重变大、孔隙率减小和抗压强度增大。多孔陶瓷的主晶相为硅灰石相，同时含有少量的辉石相。当粉煤灰含量为25.0%、空心微珠坯体在1000℃烧结时，多孔陶瓷样品体积密度为1.94g/cm3，抗压强度为163.20MPa。endprint

彭长浩[22]等以粉煤灰和废玻璃为主要原料，以CaO为添加剂，采用粉料直接烧结-晶化法制取具有单晶相β-硅灰石结构的CAS系的无机陶瓷材料，研究表明当晶化温度达1100℃时，抗折强度达81.5MPa，其配方成分为60wt%废玻璃、25wt%粉煤灰、15wt%CaO。

姚树玉[23]以粉煤灰为主要原料，以BaO为添加剂，采用固态粒子烧结法制备了CAS系硅灰石为主晶相的陶瓷材料。利用XRD分析了陶瓷材料晶相类型，利用电子探针-能谱分析的方法分析了材料的晶相组成、组织结构及玻璃基体中的氧与硅比例。结果表明，BaO的添加量由2wt%增至5.77wt%时，氧硅的比值由2.80增至2.91；提高氧硅比例不仅可以降低硅氧四面体网络的连接程度，还可以降低高温时的粘度及烧结最高温度。分析结果显示制备的无机陶瓷材料出现硅灰石相单一的衍射峰，无机陶瓷材料中的晶相EDS 能谱图中仅仅包含Ca、Si、O3种元素，其中对应的原子比例系数接近1：1：3，化学式表达为CaSiO3；BaO添加量变化并没有改变无机陶瓷材料主晶相的种类，均为单一的硅灰石晶体。

陈建[24]等以预处理后的粉煤灰为主要原料，采用烧结法制备了硅灰石陶瓷材料。利用DTA、XRD和SEM分析方法研究了热处理制度、硅钙渣用量对陶瓷材料的晶化过程、显微结构及物化性能的影响。结果表明：核化时间与晶化时间的延长有助于硅灰石晶体的定向生长与紧密排列，对微晶玻璃的力学性能影响显著，而晶化温度与核化温度的影响则相对较小；随着硅钙渣的用量增加，微晶玻璃中硅灰石的析出能力增强，当其用量为70.98%，在800℃下核化热处理90min，920℃晶化处理90min时，可制备出单一晶相的硅灰石陶瓷材料。

2.5 Si基复合陶瓷材料 近年来，利用粉煤灰合成的Si基复合陶瓷材料的研究报道越来越多，较为常见的方法是用碳热还原法将粉煤灰进行还原，制备出高性能的SiC/Al2O3复合陶瓷、SiALON复合陶瓷等，Si基复合陶瓷材料具备多种材料的结构和功能，具有广泛的应用领域。

2.5.1 Si C/Al2O3复合陶瓷材料 碳化硅材料是一种硬质超大的无机陶瓷材料，可应用于研磨材料、生物材料、隔热材料、耐火材料、非线性电阻、避雷器和电热体等。李紫勇[25]等在氩气气氛下，以粉煤灰为主要原料，以石墨为还原剂，研究碳还原粉煤灰制得了Si C/Al2O3系复合材料的反应机理，并探索其制备的工艺条件。利用X射线衍射分析还原产物的物相变化规律，使用扫描电镜和能谱仪观察复合材料的微观结构。结果表明：在1673K粉煤灰中石英相与碳反应生碳化硅，1773K莫来石相基本分解完全。随着反应温度的升高，生成碳化硅和氧化铝含量增加，较合适的温度条件为1773～1873K；保温时间的延长，有利于碳化硅和氧化铝的生成，较好的保温时间为3～4h；增加配碳量对碳化硅和氧化铝的生成有促进作用，较合适的C/Si摩尔比为4～5。在制备出的Si C/Al2O3复合材料中碳化硅在产物中分散较为均匀，并且粒度小于20μm。周忠华[26]以预处理后的低铝粉煤灰利用热还原法制取高纯度的Si C陶瓷材料和少许的Al2O3，通过大量的单因素实验结果分析得知，热还原反应温度应在1600℃以上、石墨、活性炭、焦炭和炭黑都可作为还原剂制取碳化硅、C/Si的摩尔理想比值为3～3.5、脱碳条件为温度650～750℃下保温1h。

2.5.2 SiALON复合陶瓷材料 SiALON陶瓷[27]是1971年由日本及英国研究者所发现并迅速发展起来的一类Si-Al-O-N四元系的高温性结构材料。由于其优良的热学性能、化学稳定性和力学性能，可以作为高温结构无机材料广泛用在冶金、运输、建材、食品、交通、医学、化工、机械、航空航天等领域。单相SiALON包括α′-SiALON、

O′-SiALON、β′-SiALON、AlN-多型体和X-SiALON相。李金洪[28]等以39.03wt%Al2O3、48.13wt%SiO2的粉煤灰为主要原料，以活性碳为还原剂，利用碳热氮化还原法合成了SiALON材料。研究结果发现，按SiALON的化学计量比值添加适量Al2O3粉和活性碳23%，氮气流量为2L·min-1，烧结最高温度1450℃，保温时间6h，可制得z=3的纯晶相β-SiALON粉体，其粒子均匀且形态规则。曹瑛[29]等以粉煤灰和硅粉为主要原料，在具有流动性的N2气环境中，利用硅热还原氮化法制备β-SiALON和O′-SiALON含量较高的复合粉体，研究结果表明，1450℃时产物中β-SiALON成分最多，而O′-SiALON则最少，当硅粉添加量为超过理论值的10wt%，控制其氮化温度为1450℃，时长为6h，可以合成β-SiALON和O′-SiALON为主要物相的粉体材料，占总含量的85.6wt%，另外还生成少量的莫来石、Si2N2O和Si3O4等；SiALON形状多为聚集花瓣状，也呈现了少量的Si3N4纤维。

3 总结与展望

本文主要综述了粉煤灰的理化特性及以其为主要原料制备无机陶瓷材料的工艺、表征参数、工业化应用。由于粉煤灰中含有各种不同含量的氧化物，是合成不同晶相的主要成分，根据不同主晶相的氧化物比例系数而添加或除去粉煤灰中的氧化物，因此可以利用固體废弃物粉煤灰制备无机陶瓷材料，不仅节省了矿产资源、减少粉煤灰对生态环境的污染也降低传统无机陶瓷材料的生产成本，为粉煤灰的综合利用提供理论基础。

以粉煤灰作为主要原料制备不同性能的无机陶瓷材料具有广阔的应用领域，有厉于优化中国重工业的产业结构，使大多数企业转型为环保型企业。目前由于粉煤灰运输以及加工成本高，导致粉煤灰陶瓷材料的价格居高不下。另外，不同地区煤矿成分存在一定的差异性且所含杂质较多，使得粉煤灰制备出单一晶相无机陶瓷材料的工艺难度加大，同时大多数陶瓷产品为黑色或暗色，在很大程度上限制了陶瓷产品的推广与使用。因此，科研人员们需要进一步地加快研究步伐，尽快地实现粉煤灰制备无机陶瓷材料的高效、合理利用，从而更好地为中国的经济可持续发展服务。随着科学技术的发展，节约资源理念和环保意识的不断加强，以无害化、资源化、减量化为主要原则，以开发高附加值、多功能的新材料为目标，探索固体废弃物循环再利用的新方法备受大家的高度关注。利用粉煤灰合成无机陶瓷材料是一个较为复杂的理化反应过程，这使得利用粉煤灰合成高温陶瓷材料的能耗大，成本高，工艺技术路线复杂，合成产品质量的稳定性难于控制，导致粉煤灰合成高温陶瓷材料的工业化应用水平不高，及其综合利用率也较低。因此，未来我们应该在当前国内外研究应用的基础上，积极探求利用粉煤灰合成不同主相的陶瓷材料的热力学合理参数和优良工艺技术路线，降低陶瓷材料的合成成本，提高陶瓷材料的性能与品位，有利于加快合成的高温陶瓷材料实现工业化，并且提高其附加值，从而带来了更多的经济效益。endprint

参考文献

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