煤矸石增钙煅烧的机理

研究了徐州未燃煤矸石以石膏和萤石作矿化剂煅烧前后结构变化及其活化机理.采用X射线衍射和核磁共振测试手段对煤矸石活化过程的物质组成和微观结构进行分析.结果表明:随着Ca与Si的摩尔比和煅烧温度的提高,煤矸石样品的活性也增加.煅烧过程中,硅氧四面体结构从高聚态向低聚态转变,生成多种胶凝性硅酸盐矿物.同时,煅烧前后铝氧结构也发生变化,铝的配位数由6变成4.因此,煅烧激活了煤矸石的硅氧结构,稳定了铝氧结构,有利于煤矸石胶凝活性的改善.     

少量石灰石煅烧生成氧化钙的活性分析

采用静态方法模拟悬浮态反应过程,对少量小粒径的石灰石样品进行煅烧,分析了不同的煅烧温度、煅烧时间、物料质量及粒径对氧化钙的活性影响。结果表明：少量的小粒径石灰石煅烧时,随着煅烧温度和煅烧时间变化,氧化钙活性变化较大;在900 ℃煅烧温度下,随着物料质量减少,物料以稀散状态分布,碳酸钙分解迅速加快,需要的煅烧时间大幅缩短,氧化钙的活性大小逼近悬浮态实际情况。     

煅烧煤矸石在碱溶液中的离子溶出特性及其结构

利用等离子发射光谱仪测定了7个不同温度煅烧的煤矸石在NaOH溶液和NaOH Ca(OH)2溶液中Si^4 和Al^3 的溶出特性,并利用红外光谱、X射线衍射、核磁共振、扫描电镜等分析方法,研究了煤矸石、煅烧煤矸石的组成和结构以及碱溶出后煤矸石残渣的结构和形貌。结果表明：煤矸石在20℃,1mol/1 NaOH溶液中经过7d溶解,Si^4 和Al^3 的溶出量均随煤矸石煅烧温度的变化而变化。在700℃煅烧煤矸石试样中的铝氧多面体以六配位和四配位2种形式存在且两者数量相差不大,但经碱溶蚀后,六配位铝氧多面体明显少于四配位铝氧多面体,这表明六配位铝更容易被溶出。     

热处理对锂铝硅玻璃微观结构及机械性能的影响

锂铝硅玻璃在深加工过程中会经历曲面成形和离子交换等热处理步骤,其压应力分布、结构强度均受到影响。本试验通过单杆静压测试、抗跌落性能测试及拉曼光谱等测试与表征,探究了420～640℃的热处理对锂铝硅玻璃性能的影响。结果表明,在低于玻璃应变点温度60℃至玻璃应变点温度范围内,热处理可以使锂铝硅玻璃机械性能增强,表现为密度提升、单位交换应力值增大、压应力深度减小以及单杆静压强度有所提高;拉曼光谱分析表明,上述温度范围内热处理使玻璃内部呈六元环的硅氧四面体、铝氧四面体的键长变短,对应拉曼振动峰强度下降,网络结构更加致密;而当热处理温度超过应变点,硅氧四面体之间的桥氧开始断裂,形成大量松散的“岛状”结构硅氧四面体,在高温情况下发生移动,机械性能下降。     

粉煤灰机械研磨过程中硅氧四面体结构的变化趋向

采用三甲基硅烷化分析技术（TMS）,研究了粉煤机械研磨过程中硅氧四面体结构的变化趋势,研究发现,机械力的作用可使硅氧四面体的硅氧链产生断裂,向生成单个硅氧体方向移动并产生热量,这部分热量也会导致热团聚效应,这是人硅氨四面体结构层次理解机械力的粉碎作用,从结构分析角度初步提出;当机械热分散或吸收时,有利于聚合态的硅氧体向单下氧体分解,当机械力的作用强于颗粒热团聚效应时,也有利于这种破碎分解的进行。     

27Al魔角旋转核磁共振研究热处理凹凸棒石结构中Al配位变化

热处理是凹凸棒石黏土活化改性的常用方法之一.认识热处理过程中凹凸棒石结构演化,特别是凹凸棒石结构中铝配位的变化规律,对于理解凹凸棒石热活化改性的本质是十分重要的,可以为凹凸棒石黏土热化处理提供理论依据.为此,利用27Al魔角旋转核磁共振(MAS-NMR)技术结合X射线衍射分析,研究了经250～900℃热处理的凹凸棒石结构铝配位的变化.结果表明:天然凹凸棒石中铝主要是6配位(铝替代八面体中的镁),有很少量的4配位铝存在(铝替代硅氧四面体中的硅位置),并且在凹凸棒石硅氧四面体的四重周期中存在2个不同的晶格位置;煅烧温度在500℃以下时,铝配位没有发生明显变化;煅烧温度升高到500℃以上时,4配位铝明显增加,并且存在两种不同的晶格位置,表明结构有序性并没有完全破坏,同时还出现了少量的5配位铝.经600℃热处理后,凹凸棒石中铝6配位急剧降低,基本转化为4配位;温度升高到800℃时,6配位以及作为中间态出现的5铝配位完全消失,并且4配位铝峰只有一个峰,表明经过800℃高温处理后4配位铝都处于相同的化学环境.     

温度对煤矸石中提取有效硅的影响研究

以陕西省韩城矿个温度段进行了煅烧实验,考察了煅烧温度对提取有效硅的影响,并采用X射线衍射(XRD)和差热(DTA)等分析方法深入地了解了煤矸石热活化过程的变化.结果表明,煤矸石热活化的最佳温度为700 C,此时煤矸石中99%为非晶相,形成了一个较为理想的活化区域.     

细度和煅烧温度对煤矸石火山灰活性及微观结构的影响

通过化学吸钙量和水泥胶砂力学强度测试,研究了煅烧温度及细度对煅烧煤矸石火山灰活性的影响,并结合X射线衍射、红外光谱、扫描电镜和热重测试,研究了煤矸石不同煅烧温度下矿物组成、化学结构及表面形貌发生的变化。结果表明:细度和煅烧温度都会对煅烧煤矸石火山灰活性产生影响,粒度越细煅烧煤矸石的火山灰活性越大,最佳煅烧温度为800℃左右;500℃煅烧时煤矸石中高岭石开始发生脱羟基反应,其层状结构逐渐被破坏;600~800℃煅烧时高岭石完全转变为多孔无序、非晶结构的偏高岭石;煅烧至1 000℃时偏高岭石转化为晶态的莫来石和方石英,使煅烧煤矸石无序度变差、火山灰活性变弱。     

不同分解反应条件下氧化钙活性的影响研究

新型干法水泥生产中,石灰石在分解炉内完成大部分的分解,分解产物进入回转窑,参与形成熟料矿物的固相反应.矿物相的形成速度与氧化钙活性密切相关,活性较高的氧化钙有助于加速矿物形成,降低烧成温度.然而,不同煅烧条件下形成的氧化钙活性具有较大差异,本文利用热导式量热仪测量不同反应条件(煅烧温度、升温速率及石灰石细度)下生成的氧化钙的水化活性.结果表明:新生成态氧化钙的活性随着温度的升高而逐渐增大;急速升温状态下石灰石的分解产物具有更高的化学反应活性;平均粒径24 μm石灰石分解生成的新生氧化钙活性最高;在新型干法水泥生产中,如果能保证颗粒充分的分散程度,石灰石粒径的减小将有助于活性的提高.     

725℃煅烧后托贝莫来石的结构和表面形貌变化（英文）

利用微米尺度、无定形二氧化硅与氧化钙制备层间距d(002)为1.13 nm的托贝莫来石,研究了托贝莫来石高温煅烧过程中的结构变化和在725℃时的微结构变化规律。结果表明:725℃煅烧2 h后,部分托贝莫来石形成类单斜链状的硅灰石结构(结晶态)和脱羟基托贝莫来石(无定形态);这种无定型的亚稳状态结构的外貌和托贝莫来石的晶体外貌相似,都是针状、片状的晶体,和大量由片状与针状堆积形成的颗粒状结构;在725℃煅烧温度下,部分微米、亚微米尺度的托贝莫来石转变为单斜链状的硅灰石结构。     

Preparation of a Novel Coal Gangue-Polyacrylamide Hybrid Flocculant and Its Flocculation Performance

A novel flocculant based on hybrid coal gangue-polyacrylamide (HCGPAM) has been prepared by using modified coal gangue and polyacrylamide. Factors related to the preparation such as reaction time, temp...     

高火山灰活性煅烧煤矸石添加量对水泥抗压强度的影响

为研究高火山灰活性下煤矸石添加量对水泥抗压强度影响,以龙岩翠屏山煤矿煤矸石为研究对象,分析了温度对煤矸石活性的影响以及煤矸石添加量对水泥强度的影响。结果表明:随着煅烧温度的增大,煤矸石烧失量在逐渐增大,烧失量与煅烧温度呈幂函数关系;随着煅烧温度的增大,煤矸石活性呈现先增大后减小的规律,煅烧煤矸石吸钙量与温度成二次多项式关系,推断实验煤矸石的煅烧最佳温度为750 ℃;随着煤矸石添加量的增加,水泥单轴抗压强度呈下降趋势,试件的抗压强度与煤矸石添加量成指数关系;随着龄期的增大,添加煤矸石的试件强度具有增长的趋势。研究结果对确定煤矸石添加量提供了理论依据,对指导煤矸石在凝胶材料中应用具有重要意义。     

煤矸石活化过程中结构特性和力学性能的研究

对不同温度下煅烧煤矸石水泥混合材进行了系统研究,以寻找煤矸石活性的最佳煅烧温度。选用增钙煅烧的方式提高煤矸石活性。为了进一步了解煤矸石的活化过程,对其进行了扫描电镜(scanning electron microscope,SEM),核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)等测定。通过sEM方法可以观察不同状态煤矸石颗粒形貌的变化。通过NMR方法,从Si,A1原子所处环境和相互间的关系角度上对不同状态煤矸石活化过程进行结构层次上的研究。     

粒径对煤矸石填充聚合物复合材料性能的影响

采用不同粒径的煤矸石粉填充高密度聚乙烯制备复合材料,研究了球磨时间对煤矸石粉体粒径的影响和粒径对煤矸石粉填充聚合物复合材料的力学性能的影响。结果表明:粒径对复合材料的性能影响明显,SEM照片显示超细煤矸石粉与HDPE相容性好;当粒径由100目提高到6000目,填充量为30%时,复合材料的弯曲模量提高了30.77%,弯曲强度提高了37.9%,拉伸强度也提高了20.12%,达到增强、增韧的目的。     

A novel high polymer nanocomposite inhibitor for coal gangue spontaneous combustion prevention: A case study of Yangquan coal gangue in China

Coal gangue spontaneous combustion produces toxic and harmful gases. This research aims to study a new type of polymer nanocomposite inhibitor to prevent and control coal gangue spontaneous combustion. Nanomodification of montmorillonite (MMT) was carried out on high polymer emulsion inhibitor polyacrylamide (PAM) to improve its thermal stability and overcome the short inhibition duration problem. First, through scanning electron microscope (SEM), energy-dispersive spectrometer (EDS), and proximate analysis experiments, it was found that the coal gangue in the Yangquan mining area was prone to spontaneous combustion. Then, PAM/MMT was produced by an intercalation method. The results of X-ray diffraction (XRD) and differential scanning calorimetry (DSC) showed that the interval spacing of MMT increased, which was sufficient for the insertion of acrylamide monomer. The vitrification temperatures of PAM and PAM/MMT prove that PAM/MMT exhibited higher thermal stability. The results of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) experiments indicated that the PAM/MMT composite inhibitor agent effectively inhibited the oxidative activity of reactive groups on the coal gangue surface. As a result, PAM/MMT could suppress coal gangue oxidative spontaneous combustion, so as to reduce environmental problems caused by coal gangue spontaneous combustion. Furthermore, a spraying process is designed for the application of the inhibitor.     

Modification of ash flow properties of coal rich in calcium and iron by coal gangue addition

Flow property of coal ash and slag is an important parameter for slag tapping of entrained flow gasifier.The viscosity of slag with high contents of calcium and iron exhibits the behavior of a crystalline slag,of which viscosity sharply increases when temperature is lowered than temperature of critical viscosity(Tcv).The fluctuation in temperature near the Tcv can cause an accumulation of slag inside the gasifier.In order to prevent slag blockage,it is necessary to adjust the ash composition by additive to modify the flow property of coal rich in calcium and iron.Main components of coal gangue are Al2O3 and SiO2,which is a potential additive to modify the ash flow properties of these coals.In this work,we inves-tigated the ash flow properties of a typical coal rich in calcium and iron by adding coal gangue with dif-ferent SiO2/Al2O3 ratio.The results showed that the ash fusion temperatures (AFTs) firstly decreased,and then increased with increasing amount of coal gangue addition.Chemical composition of coal ash rich in calcium and iron moved from gehlenite primary phase to anorthite,quartz and corundum primary phases.The slags with coal gangue addition behaved as a glassy slag,of which the viscosity gradually increased as temperature decreased.Besides,a high SiO2/Al2O3 ratio of coal gangue was beneficial to modify the slag viscosity behavior.Addition of coal gangue with a high SiO2/Al2O3 ratio impeded forma-tion of crystalline phases during cooling.This work demonstrated that coal gangue addition was an effec-tive way to improve the ash flow properties of the coal rich in calcium and iron for the entrained flow gasifier.     

煤矸石的热活化工艺研究

通过工艺实验、添加煤矸石水泥胶砂的强度测试、煅烧前后煤矸石成分及结构的XRD分析,研究了煅烧工艺条件对铜川某煤矿煤矸石火山灰活性的影响,探讨了热活化机理以及添加烧煤矸石能够提高水泥胶砂强度的原因,即煤矸石原来排列有序的晶体结构被打乱,形成热力学不稳定状态玻璃相结构,从而使烧成后的煤矸石中含有大量的活性氧化硅和氧化铝,而具有火山灰活性。实验发现所用煤矸石的最佳煅烧温度为700℃,此时水泥胶砂具有最高的抗压和抗折强度。     

萍乡废弃煤矸石理化特性及热活化性能研究

为研究不同种类煤矸石的理化特性及煅烧温度对其活化程度的影响,以萍乡废弃煤矸石不同矿区样A、样B、样C为研究对象,开展了XRD测试、物理性能试验、高温试验及力学性能试验,从理化特征、力学特征、表观特征等方面对煤矸石进行了基本性能及热活化性能分析。结果表明:不同种类煤矸石的理化特性不同,活性物质含量高的煤矸石活性较高;与样A相比,样B、样C更适合做填料,且样C具有更高的孔隙率、吸水性和抵抗风化破裂的能力。不同种类煤矸石的最佳煅烧温度略有差距,但都在800 ℃左右,未煅烧或未达到最佳煅烧温度的煤矸石活性较低,所制试件胶结较差,强度不高;最佳温度煅烧的煤矸石活性最高,所制试件胶结最好,强度最高。     

煤矸石中铝的酸浸动力学

立足于枣庄地区丰富的煤矸石资源,为探求其高值化开发利用途径,采用焙烧活化及盐酸浸取法对煤矸石中铝的提取过程进行系统的研究.对影响铝浸出率的因素如矸石粒度、焙烧温度和时间、酸浸液浓度、搅拌时间和速度、固液比等进行了考察,并对浸取过程动力学进行了研究.结果表明:对于粒度为60目的煤矸石,在焙烧温度650℃,焙烧时间60 m...