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煤矸石的热活化途径

时间:2014-05-09 14:53:03

作者:世邦机器

微波辐照微波为频率非常高的电磁波,通常是指300MHz~300GHz的高频电磁波,微波的波长范围为1.0~1000.00mm,其低频端与无线电波的超短波波段相接,高频端则与远红外波段相邻。国际上规定微波辐照炉频率为915MHz和2450MHz等几个频率,如家用微波炉采用2450MHz的微波,其性能近似于太阳光的性质,波速与光速相同,波长为12.24×10-2m,振荡频率为每秒2.45亿次。澳门威斯人7026com国自主研发的微波辐照烧结炉有沈阳金属所的MWM-863系、2.45GHz多模腔微波辐照烧结炉和真空微波辐照烧结炉;武汉工业大学的0.915GHz及2.45GHz多模腔微波炉。另外,广东维嘉微波能应用设备公司和南京三乐微波技术发展有限责任公司制造实验和工业用微波辐照烧结炉。

微波辐照与传统加热不同,主要体现在加热原理与加热效果上。

加热原理传统加热主要通过热传导、对流和辐射的方式,使物体由表及里逐渐升高温度,传递的速度很慢,加热时间较长。传统方法加热,煤矸石的综合利用中在同一微小区域矿物的升温速率基本相同,在矿物之间产生的温度相差不是很大。微波辐照是根据微波在穿透介质体的过程中,介质体能够把微波能转变为热能而实现。微波被物料吸收,转换成热能对物体直接加热,形成物料独特的受热方式――整体加热,即无温度梯度加热。微波辐照属于体积加热,只要介质体不是很厚,就可以很快达到整体加热的效果。当用微波辐照时,由于组成煤矸石的矿物具有不同的性质,它们在微波场中的升温速率各不相同,在吸收微波、部分吸收微波和不吸收微波的矿物之间会形成明显的局部温差,一方面使矿物之间产生热应力,煤矸石的综合利用会促进在矿物之间界面上产生裂缝,同时又有效地促进吸收微波矿物的单体解离和增加吸收微波矿物的有效反应面积;另一方面,在加热过程中会使煤矸石中矿物发生晶型转变、相变或化学反应。

加热效果由于微波辐照是对矿物整体加热,因此煤矸石的煅烧比较充分,解决了传统加热方式中为提高煅烧效果而细度比较孝需要的时间比较长的问题,同时微波辐照也改变了煤矸石的矿物结构,对于煤矸石的潜在活性也会有更大的影响。此外,微波辐照还解决了传统加热方法使煤矸石烧不透而常常出现黑心的现象。

微波辐照在陶瓷领域应用较多,煤矸石磨粉机如微波预破碎、微波预烧原料、微波干燥与微波烧结等,因此,使用微波辐照进行热活化煤矸石能够起到微波预破碎与微波热活化的功能。对于微波辐照来说,不同的波长能量不同,不同的辐照时间对于煤矸石的加热效果将产生很大的差异,而煤矸石矿物对温度非常敏感,因此应该对微波的波长和辐照时间加以考虑。微波辐照热活化煤矸石做水泥基材料(水泥混合材与混凝土矿物掺和料)的研究较少,其效果需要进一步验证,但微波辐照为煤矸石的热活化提供了一个新的技术途径。

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