煤矸石活化途徑之增鈣燃燒

時(shí)間：2014-05-09 14:53:03

作者：世邦機(jī)器

煤矸石的增鈣煅燒被認(rèn)為是提高煤矸石活化的較為有效的途徑之一，方榮利和盧忠遠(yuǎn)在《水泥混合材》一書(shū)中就介紹了增鈣煅燒煤矸石，但尚未給出增鈣煅燒煤矸石中石灰的添加量。宋旭艷等曾研究了6種煤矸石增鈣活化方式的效果，增鈣方式為：I――75%煤矸石+25%石灰石（氣冷）、J――72%煤矸石+25%石灰石+3%石膏（氣冷）、K1――71.5%煤矸石+25%石灰石+3%石膏+0.5%螢石（氣冷）、K2――71%煤矸石+25%石灰石+3%石膏+1%螢石（氣冷）、K3――69%煤矸石+25%石灰石+5%石膏+1%螢石（氣冷）、K4――68.5%煤矸石+25%石灰石+5%石膏+1.5%螢石（氣冷）。試驗(yàn)條件為：小野田熟料細(xì)度490m2/kg，煤矸石的細(xì)度為340~360m2/kg，煤矸石的煅燒溫度為1150℃，煤矸石的摻量20%、30%和40%。

煤矸石粉碎機(jī)廠家試驗(yàn)結(jié)果表明，①增鈣煅燒是提高煤矸石活性較為理想的技術(shù)途徑；②K2――71%煤矸石+25%石灰石+3%石膏+1%螢石（氣冷）方式所得煤矸石活性較高，其煤矸石-水泥體系的3天和28天的抗壓強(qiáng)度分別為29.8MPa和49.8MPa，均比同樣試驗(yàn)條件下的原樣復(fù)合水泥（未煅燒煤矸石）的強(qiáng)度提高10MPa。并用XRD、NMR和SEM分析增鈣煅燒煤矸石活性較高的原因。XRD射線研究表明采用I、J和K1增鈣方式煅燒的煤矸石中主要礦物為α-石英、CA和鈣長(zhǎng)石等，而采用K2、K3和K4增鈣方式煅燒的煤矸石中除含有α-石英和鈣長(zhǎng)石外，在煅燒過(guò)程中還生成了新的礦物。

采用K2增鈣方式活化煤矸石強(qiáng)度理想的原因是其中生成有利于提高水泥強(qiáng)度的礦物――Ca12Al14F2O32，而在K3、K4增鈣方式活化的煤矸石中存在惰性礦物CS，該礦物對(duì)煤矸石活性的激發(fā)有著負(fù)面的影響，致使煤矸石破碎機(jī)活化煤矸石-水泥體系的強(qiáng)度降低。宮晨琚李東旭等認(rèn)為采用增鈣煅燒方式活化煤矸石，添加石膏和螢石作為礦化劑，研究增鈣煅燒煤矸石的活性評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，摻加的氧化鈣被大量吸收。在一定溫度范圍內(nèi)，煅燒煤矸石的硅氧四面體聚合狀態(tài)發(fā)生明顯變化，同時(shí)生成多種硅酸鈣鹽礦物。隨溫度升高，硅氧四面體結(jié)構(gòu)從高聚態(tài)向低聚態(tài)轉(zhuǎn)變，并伴隨生成大量玻璃態(tài)和無(wú)定形物質(zhì)，這些物質(zhì)均有利于改善煤矸石的膠凝活性。