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煤矸石的基礎(chǔ)研究之熱活化方面的問(wèn)題

時(shí)間:2014-05-09 14:53:03

作者:世邦機(jī)器

熱活化多是針對(duì)黏土類礦物――水合鋁硅酸鹽,這些礦物只需要低溫脫水就具有很高的活性。國(guó)內(nèi)外礦物學(xué)專家多研究純黏土礦物(高嶺石、蒙脫石、伊利石以及海泡石等)在熱處理過(guò)程物相轉(zhuǎn)變機(jī)制,而材料學(xué)專家大多研究礦物脫水后的膠凝活性。煤矸石處理對(duì)于其中偏高嶺石中關(guān)于五配位鋁概念的提出及其相關(guān)研究工作吸引了眾多國(guó)內(nèi)外礦物學(xué)專家研究高嶺石在熱處理過(guò)程中物相轉(zhuǎn)變,材料學(xué)專家也將煅燒高嶺石(偏高嶺石)作為水泥的活性混合材料而進(jìn)行研究。

美國(guó)學(xué)者G. W. Brindley和M.Nakahira詳盡研究了高嶺石在加熱過(guò)程中的相變過(guò)程,指出在500℃左右時(shí),高嶺石變?yōu)槠邘X石,在925℃左右時(shí),轉(zhuǎn)變?yōu)楣杓饩?,?400℃以上時(shí)變?yōu)槟獊?lái)石。

高嶺石在加熱至500~900℃時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槠邘X石的觀點(diǎn)還是相當(dāng)一致的。煤矸石粉碎機(jī)多少錢來(lái)說(shuō),對(duì)于高嶺石物相轉(zhuǎn)變機(jī)制爭(zhēng)論的焦點(diǎn)有以下幾個(gè)方面。一是偏高嶺石向莫來(lái)石轉(zhuǎn)變過(guò)程中是否有硅尖晶石、鋁尖晶石或者硅鋁尖晶石的出現(xiàn)?二是被認(rèn)為含有五配位鋁的偏高嶺石的活性來(lái)源是否是五配位的鋁?三是偏高嶺石中的硅是歸屬Q(mào)4還是Q3?

丹麥哥本哈根大學(xué)的He Changling等對(duì)六種黏土礦物(高嶺石、伊利石、鈣蒙脫石、鈉蒙脫石、云母和蒙脫石的復(fù)合物和海泡石)熱處理進(jìn)行研究,并研究其作為水泥的活性摻和料對(duì)水泥膠砂強(qiáng)度的貢獻(xiàn),在力學(xué)性能的基礎(chǔ)上得出理想火山灰化溫度,高嶺石以及伊利石在650℃脫羥基過(guò)程結(jié)束,鈣蒙脫石在730℃、鈉蒙脫石在740℃以及海泡石在830℃脫羥基過(guò)程結(jié)束。以水泥膠砂抗壓強(qiáng)度、在NaOH溶液中的溶出量和用XRD測(cè)量非晶態(tài)程度為依據(jù)來(lái)驗(yàn)證不同黏土礦物的理想煅燒溫度,試驗(yàn)表明抗壓強(qiáng)度、NaOH溶液中Si的溶出量和非晶態(tài)含量之間具有一定的相關(guān)性。M. Murat研究了不同煅燒設(shè)備和煅燒制度對(duì)黏土礦物火山灰活性的影響,與固定床煅燒高嶺石相比,用旋轉(zhuǎn)窯煅燒的高嶺石的非晶態(tài)程度更高,但試塊的強(qiáng)度卻低于用固定床煅燒的高嶺石,原因是用旋轉(zhuǎn)窯煅燒可以縮短脫水時(shí)間,但在爐壁上會(huì)產(chǎn)生顆粒的團(tuán)聚。我國(guó)學(xué)者郭九皋等用MAS NMR對(duì)蒙脫石在熱處理過(guò)程中29 Si和27Al的配位變化進(jìn)行研究,在500~700℃時(shí),29 Si和27AlNMR譜表明蒙脫石轉(zhuǎn)變?yōu)樽兠擅撌?dāng)加熱到659℃時(shí),蒙脫石八面體片中的羥基開(kāi)始脫失,但層狀結(jié)構(gòu)依然保持,羥基的脫失過(guò)程是六配位的鋁(化學(xué)位移為2.7)轉(zhuǎn)變?yōu)樗呐湮讳X(61.2)的過(guò)程。溫度達(dá)900℃時(shí),蒙脫石29 Si NMR共振峰的化學(xué)位移從-93.3到-101,其層狀結(jié)構(gòu)被完全破壞。

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其它資訊推薦

煤矸石強(qiáng)度評(píng)價(jià)法的優(yōu)缺點(diǎn)

比強(qiáng)度法是由蒲心誠(chéng)提出的,混凝土比強(qiáng)度法是指單位水泥用量(即膠凝材料中百分之一的水泥用量)對(duì)混凝土的強(qiáng)度貢獻(xiàn),對(duì)于摻有摻和料的水泥而言,則用單位熟料用量。

煤矸石按照利用途徑分類的方法

根據(jù)煤矸石中的巖石礦物的組成特征可以將其分為高嶺石泥巖(高嶺石含量>50%)、伊利石泥巖(伊利石含量>50%)、碳質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖(或粉砂巖)、砂巖與石灰?guī)r。

國(guó)外各國(guó)對(duì)煤矸石的開(kāi)發(fā)利用

在煤矸石處理,煤矸石生產(chǎn)線中英國(guó)煤炭局在全國(guó)共管轄著191個(gè)礦井,煤矸石山有800座,煤矸石量達(dá)16億噸。煤管局重點(diǎn)目標(biāo)是盡可能減少矸石山對(duì)環(huán)境的影響,并有計(jì)劃地進(jìn)行土地恢復(fù)和更新,在占地面積約0.9億平方米的矸石山中,已有0.2億平方米進(jìn)行復(fù)田。

關(guān)于煤矸石綜合利用中存在著那些問(wèn)題

在煤矸石作為混凝土礦物摻和料,目前的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范僅涉及礦渣、粉煤灰、硅灰、高嶺石、沸石粉等,尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范提到煤矸石的應(yīng)用。

煤矸石的物理化學(xué)性質(zhì)

在煤矸石處理,煤矸石生產(chǎn)線中煤矸石的物理化學(xué)性質(zhì)與其巖石的類型和礦物組成有關(guān),充分了解煤矸石的化學(xué)成分和煤矸石的礦物組成及特點(diǎn)是資源化利用煤矸石的關(guān)鍵。

煤矸石使用中需注意的問(wèn)題

煤矸石作原料使用時(shí),生料中含有部分可燃組分,故在煅燒操作上做相應(yīng)的改變。適當(dāng)減少煤粉用量,如果不適當(dāng)減少煤粉用量,會(huì)導(dǎo)致物料過(guò)燒。對(duì)預(yù)分解窯應(yīng)適當(dāng)縮短火焰。若不調(diào)整火焰,生料中的炭燃燒會(huì)使窯尾及預(yù)熱器溫度升高,從而造成窯尾上升煙道和預(yù)熱器結(jié)皮堵塞。

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