煤矸石热活化及影响因素

对煤矸石热活化及在不同条件下影响其活性的因素进行了系统的实验研究.考察了煅烧温度、粒径形态、停留时间、冷却方式等因素对煤矸石活化的影响.并采用X射线衍射(XRD)、差热(DTA)、红外(FTIR)、电感耦合等离子原子发射光谱仪(ICP-AES)等分析方法深入地了解煤矸石的活化情况.结果表明,煤矸石热活化不仅与关键因素煅烧温度有关,还受到原矿特性、粒径形态、停留时间、冷却方式等因素的显著影响.     

准格尔地区煤矸石的矿物学分析和热活化研究

选取准格尔地区煤矸石为原料,研究了煤矸石在不同煅烧温度下的物理、化学变化并测定了活化煤矸石中活性组分的溶出率.采用化学分析、X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重-差热(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)等技术,对煤矸石分别进行了矿物学分析和热活化过程研究.结果表明:准格尔该地区煤矸石属于非典型煤系高岭岩,含有较多的高岭石和少量勃姆石,烧失量较高,含碳较多.采用煅烧热活化的方式可以有效提高煤矸石的反应活性,表现为含有更多具有活性的非晶Al2O3和SiO2.确定了煤矸石的最佳活化区域为600～700℃,当煅烧温度为700℃,Al2O3和SiO2的溶出率分别达到了92.31％和64.44％.     

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。     

影响煤矸石热激活的因素分析

分析了在利用煅烧煤矸石作水泥混合材时，若干影响煤矸石水泥强度的因素、煅烧煤矸石活性的来源以及如何对水泥强度起贡献的。分别讨论了煅烧温度、冷却方式、成分不同、物料的煅烧形态、保温时间等因素对煤矸石活性的影响。     

房山砂质煤矸石热活化的影响因素分析

为提高房山砂质煤矸石的胶凝活性,用于制备胶凝材料,采用XRD分析、DSC-TG分析、胶砂试块强度测试和SEM分析等多种方法,分析了房山煤矸石的热活化机理,研究了煅烧温度、冷却方式以及蚀变剂等因素对煤矸石活性的影响。结果表明：使房山砂质煤矸石有效活化的煅烧温度在800℃左右,蚀变物料出炉后于自然风中冷却;在煅烧过程中添加适量的蚀变剂可以侵蚀石英、长石类晶体表面,使其化学键发生断裂,结构发生解体,产生活性的SiO2,从而提高房山煤矸石的活性。     

煤矸石的热一机械-化学复合活化法正交试验分析

采用机械细磨、煅烧和添加化学激发剂3种手段复合加工处理煤矸石,然后采用力学性能测试研究了水泥胶砂的强度,并通过DSC和XRD分析了煤矸石的成分和结构变化。采用正交试验分析法对试验数据进行了分析,结果表明,复合活化处理过的煤矸石具有较好的火山灰活性,煅烧温度是影响火山灰活性的最主要因素。活化煤矸石对水泥抗折强度的贡献大于对抗压强度的贡献。复合活化煤矸石的最佳煅烧温度为625℃,最佳球磨细度为45μm筛余5.12%左右,80μm筛余14.74%左右,激发剂的最佳加入量约为矸石量的2.0%。复合活化有利于降低煅烧能耗,提高生产效率。     

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。     

煤矸石煅烧活性的研究

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)等分析方法研究了不同温度煅烧后煤矸石的活化情况;结果表明:经过一定温度的煅烧后,煤矸石的矿物组成和微观结构都发生了较大的变化,从而活性也得到明显改善。     

煤矸石的机械-热复合活化研究

采用直接煅烧(单纯热活化)和球磨后煅烧(机械-热复合活化)两种方式活化太原西山煤矿预处理的煤矸石,考察了球磨时间、煅烧温度对煤矸石硅铝溶出量的影响。结果表明,机械-热复合活化效果明显优于单纯热活化,太原煤矸石的机械-热复合活化的最佳工艺条件为球磨20 min,650℃煅烧2 h。此时硅溶出量68.46 mg/g,铝溶出量为131.69 mg/g。     

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.     

活化煤矸石地质聚合物的制备与性能研究

对原状煤矸石进行了定性和定量双重分析,优化了煤矸石活化的煅烧温度,探究了钠铝比(n(Na)/n(Al)=0.52、0.57、0.62)和激发剂模数(M=0.66、0.69、1.32、1.65)对活化煤矸石地质聚合物抗压强度和微观结构的影响。利用XRD、FT-IR和SEM对活化煤矸石地质聚合物的微观结构进行了分析表征。结果表明,高温活化煤矸石有助于激发煤矸石中的活性组分,在煅烧温度为600 ℃时,高岭岩相完全消失,“鼓包峰”面积相对较大,可用于制备活化煤矸石地质聚合物。n(Na)/n(Al)的提高促进了地质聚合反应的进行,抗压强度也随之提高,同时随着激发剂模数的增加,抗压强度也随之增加。当n(Na)/n(Al)为0.62,激发剂模数为1.65时,试样7 d的抗压强度可达到52 MPa。活化煤矸石地质聚合物的聚合产物主要为水化硅铝酸钠(N-A-S-H)凝胶,水化产物致密,性能优良。     

增钙煤矸石的结构特征及其活化机理研究

对原样煤矸石进行了系统分析.通过X射线衍射(XRD)和核磁共振(NMR)等测试方法对其活化过程的微观结构进行了分析.结果表明:在煤矸石的增钙煅烧过程中掺入适量的石膏和萤石等组分作为矿化剂时,有水硬性矿物生成.此状态的煤矸石中29Si峰产生了裂解和宽化,铝氧多面体结构由原样中的六配位为主转变为以四配位为主,这样的结构有利于改善煤矸石的活性.对煤矸石活化过程进行了力学性能试验.试验结果同样表明:各种增钙煅烧煤矸石的力学性能和微观结构的分析结果是相一致的.     

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。     

煤矸石提取氧化铝工艺研究

研究以萤石为助剂煅烧活化煤矸石,考察了煤矸石煅烧活化和溶出条件对煤矸石中氧化铝溶出率的影响。实验表明,最佳煅烧活化条件:石灰石与煤矸石质量比为2.5;萤石用量为1%(质量分数);煅烧温度为1 260℃;烧成时间为90 min。溶出的最佳工艺条件:溶出温度为85℃;溶出时间为2.0 h;Na2CO3质量分数为9%;液固比为3.5(体积质量比,mL/g)。在此条件下,煤矸石中氧化铝的溶出率高达90.5%。     

增钙煤矸石-水泥复合体系的水化性能研究

通过增钙热活化对宜兴煤矸石进行活性处理,并将其制成活化煤矸石-水泥体系.采用比强度法对活化煤矸石的火山灰效应进行评定,结果表明:生石灰掺量为20％,煅烧温度为1050℃时,活化煤矸石的火山灰效应较高.通过Ca(OH)2剩余量和化学结合水量的测定,分析活化煤矸石-水泥体系的水化程度,并采用X射线衍射分析,差热分析,红外光...     

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.     

煅烧制度及窑灰对脱水煤矸石火山灰活性的影响

通过ISO法和碱侵蚀法,系统研究了煅烧制度(包括煅烧温度、升温速度与冷却速度)和窑灰的掺入对脱水煤矸石火山灰活性的影响.结果表明,脱水煤矸石的活性,不但与煅烧温度有关,而且与升温速度、冷却速度都有十分紧密的关系.850℃下急剧升温、快速冷却可以得到火山灰活性最高的脱水煤矸石.掺入适量的窑灰,有利于提高脱水煤矸石的火山灰活性.     

准格尔煤田高铝煤矸石矿物特征及热活性研究

对准格尔煤田煤矸石试样进行化学成分、矿物组成及微观形貌的研究表明,该煤矸石试样结构比较致密,主要成分为高岭石,Al2O3含量为48.41%,属于高铝煤矸石;进一步采用高温煅烧活化工艺对煤矸石试样进行了热活性研究,以试样活性铝溶出测定结果为参考,确定激发煤矸石试样最佳热活性条件为煅烧温度750℃,保温时间1 h。     

热活化煤矸石对水泥力学性能的影响

研究了500～1000℃下热活化煤矸石的特性,将热活化煤矸石以20%～60%的质量比掺到硅酸盐水泥中,进行水泥强度试验。结果表明,热活化温度对煤矸石的活性有很大影响,以伊利石为主要矿物组分的煤矸石在750℃左右煅烧的条件下具有较高的活性;水泥强度随着活化煤矸石掺量的增加呈逐渐下降趋势。相对而言,活化煤矸石掺入量在20%～30%之间变化时,水泥的强度值下降幅度较小;在30%～60%之间变化时,水泥的强度值下降幅度较大。     

注浆专用水泥的实验研究

论文针对注浆成本高,煤矸石活性低、利用率低等问题,结合我国当前注浆材料和煤矸石活性激发的研究现状,配制一种注浆专用水泥.首先采用机械活化方式,结合比表面积和能耗,优选出最佳的煤矸石机械粉磨时间,然后研究煅烧温度和化学激发剂掺量对水泥强度影响的变化规律,并结合各种活化方法对水泥流动度、凝结时间的影响规律得出煤矸石水泥的最佳配比.利用电化学工作站分析了煤矸石基水泥内部孔结构的变化规律;利用SEM对煤矸石的活性增强机理、煤矸石水泥强度增强机理进行了探讨,为注浆专用水泥的进一步研究提供了可靠的依据.