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煤矸石的基础研究之热活化方面的问题

时间:2014-05-09 14:53:03

作者:世邦机器

热活化多是针对黏土类矿物――水合铝硅酸盐,这些矿物只需要低温脱水就具有很高的活性。国内外矿物学专家多研究纯黏土矿物(高岭石、蒙脱石、伊利石以及海泡石等)在热处理过程物相转变机制,而材料学专家大多研究矿物脱水后的胶凝活性。煤矸石处理对于其中偏高岭石中关于五配位铝概念的提出及其相关研究工作吸引了众多国内外矿物学专家研究高岭石在热处理过程中物相转变,材料学专家也将煅烧高岭石(偏高岭石)作为水泥的活性混合材料而进行研究。

美国学者G. W. Brindley和M.Nakahira详尽研究了高岭石在加热过程中的相变过程,指出在500℃左右时,高岭石变为偏高岭石,在925℃左右时,转变为硅尖晶石,在1400℃以上时变为莫来石。

高岭石在加热至500~900℃时转变为偏高岭石的观点还是相当一致的。煤矸石粉碎机多少钱来说,对于高岭石物相转变机制争论的焦点有以下几个方面。一是偏高岭石向莫来石转变过程中是否有硅尖晶石、铝尖晶石或者硅铝尖晶石的出现?二是被认为含有五配位铝的偏高岭石的活性来源是否是五配位的铝?三是偏高岭石中的硅是归属Q4还是Q3?

丹麦哥本哈根大学的He Changling等对六种黏土矿物(高岭石、伊利石、钙蒙脱石、钠蒙脱石、云母和蒙脱石的复合物和海泡石)热处理进行研究,并研究其作为水泥的活性掺和料对水泥胶砂强度的贡献,在力学性能的基础上得出理想火山灰化温度,高岭石以及伊利石在650℃脱羟基过程结束,钙蒙脱石在730℃、钠蒙脱石在740℃以及海泡石在830℃脱羟基过程结束。以水泥胶砂抗压强度、在NaOH溶液中的溶出量和用XRD测量非晶态程度为依据来验证不同黏土矿物的理想煅烧温度,试验表明抗压强度、NaOH溶液中Si的溶出量和非晶态含量之间具有一定的相关性。M. Murat研究了不同煅烧设备和煅烧制度对黏土矿物火山灰活性的影响,与固定床煅烧高岭石相比,用旋转窑煅烧的高岭石的非晶态程度更高,但试块的强度却低于用固定床煅烧的高岭石,原因是用旋转窑煅烧可以缩短脱水时间,但在炉壁上会产生颗粒的团聚。澳门威斯人7026com国学者郭九皋等用MAS NMR对蒙脱石在热处理过程中29 Si和27Al的配位变化进行研究,在500~700℃时,29 Si和27AlNMR谱表明蒙脱石转变为变蒙脱石,当加热到659℃时,蒙脱石八面体片中的羟基开始脱失,但层状结构依然保持,羟基的脱失过程是六配位的铝(化学位移为2.7)转变为四配位铝(61.2)的过程。温度达900℃时,蒙脱石29 Si NMR共振峰的化学位移从-93.3到-101,其层状结构被完全破坏。

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煤矸石强度评价法的优缺点

比强度法是由蒲心诚提出的,混凝土比强度法是指单位水泥用量(即胶凝材料中百分之一的水泥用量)对混凝土的强度贡献,对于掺有掺和料的水泥而言,则用单位熟料用量。

煤矸石按照利用途径分类的方法

根据煤矸石中的岩石矿物的组成特征可以将其分为高岭石泥岩(高岭石含量>50%)、伊利石泥岩(伊利石含量>50%)、碳质泥岩、砂质泥岩(或粉砂岩)、砂岩与石灰岩。

国外各国对煤矸石的开发利用

在煤矸石处理,煤矸石生产线中英国煤炭局在全国共管辖着191个矿井,煤矸石山有800座,煤矸石量达16亿吨。煤管局重点目标是尽可能减少矸石山对环境的影响,并有计划地进行土地恢复和更新,在占地面积约0.9亿平方米的矸石山中,已有0.2亿平方米进行复田。

关于煤矸石综合利用中存在着那些问题

在煤矸石作为混凝土矿物掺和料,目前的标准规范仅涉及矿渣、粉煤灰、硅灰、高岭石、沸石粉等,尚无标准规范提到煤矸石的应用。

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