煤矸石熱活化機(jī)理的闡述

時(shí)間：2014-05-09 14:53:03

作者：世邦機(jī)器

煤矸石熱活化機(jī)理煤矸石熱活化程就是鋁氧八面體中鋁的四配位轉(zhuǎn)化以及鋁氧四面體和硅氧四面體的解聚過(guò)程，煅燒過(guò)程鋁氧八面體中鋁的四配位轉(zhuǎn)化是煤矸石膠凝活性產(chǎn)生的根源。

煤矸石煅燒過(guò)程礦物結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變機(jī)制為：高嶺石-偏高嶺石-伊利石分解+活性SiO2、Al2O3-莫來(lái)石+方石英。煅燒機(jī)理如下。

約500℃時(shí)外羥基脫除：熱振動(dòng)作用下高嶺石的外羥基脫除，其層間距增大，高嶺石的結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，但結(jié)構(gòu)還沒有破壞。

500~800℃溫度范圍內(nèi)羥基脫水：高嶺石結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槠邘X石結(jié)構(gòu)，碳酸鹽（碳酸鐵的分解）以及伊利石的分解。

900~1000℃溫度范圍，硅氧四面體和鋁氧四面體的解聚

大于1100℃，硅、鋁的重新組合

煤矸石與純高嶺石熱活化過(guò)程的比較，煤矸石的綜合利用中通常認(rèn)為在500~850℃范圍內(nèi)煅燒高嶺石會(huì)有偏高嶺石出現(xiàn)，在27Al MAS NMR譜中將出現(xiàn)化學(xué)位移位于30~40之間表征五配位鋁的共振峰，紅外光譜中將在815cm-1附近出現(xiàn)吸收峰。煤矸石磨粉機(jī)試驗(yàn)證明了在Ca(OH)2存在的條件下，750℃煅燒高嶺石過(guò)程中部分五配位鋁轉(zhuǎn)變?yōu)樗呐湮讳X。在KOH存在的條件下，600℃和800℃煅燒高嶺石的紅外光譜中沒有表征偏高嶺石Si-O-Al特征吸收峰（位于815cm-1附近）的出現(xiàn)。煅燒煤矸石中沒有出現(xiàn)五配位鋁的原因是由于煤矸石是個(gè)多相體系，煤矸石中存在金屬陽(yáng)離子（鉀、鐵、鈣等），在有金屬陽(yáng)離子存在的條件下，六配位鋁易轉(zhuǎn)變成四配位鋁，鋁氧四面體和硅氧四面體之間取代造成的電荷不平衡由陽(yáng)離子來(lái)平衡。