水泥原料的成因与选择匹配——论水泥节能新方向

3 应用Si—O结构粘度理论选择Si质原料 自然界中硅酸盐矿物占98％,Si占20％以上。它在自然岩石中出现有二种形式:一种作为阳离子的SiO_2矿物——石英,一种以Si—O络阴离子存在于各硅酸盐矿物里面,例如CaMgSi_2O_6(透辉石),Fe_2SiO_4铁橄榄石。SiO_2石英矿物熔点1713℃,熔融为高粘度、低活性的Si—O架状结构聚合体。一般水     

建立"匹配理论"的工艺配方体系(连载二)

2原料特性要匹配的因素2.4原料中硅酸盐矿物Si-O结构选择匹配烧水泥的校正原料都以硅酸盐矿物组成为主的原料。如粘土、辉绿岩中的硅酸盐矿物:粘土:高岭土A l4犤Si4O10犦·8H2O层状结构石英SiO2架状结构辉绿岩:辉石Ca(M g·Fe2 ·Fe3 Ti·A l)犤(Si·A l)2O6犦单链结构角闪石C a2·N a(M g·Fe)4(A l·Fe3 )犤(Si·A l)4O11犦2(O H)2双链结构这就要明确硅酸盐校正原料:(1)原料中硅酸盐矿物的Si-O结构形式直接影响原料的物化特性,见表4。(2)水泥烧成反应中无论多复杂的Si-O结构体,都要解聚到活性的犤SiO4犦4-去参与固相和液相…     

有机酸活化硅酸盐矿物的研究进展

活化硅酸盐矿物原料能够降低陶瓷的烧成温度,从而减少能耗。受植物吸硅现象启发,有机酸活化硅酸盐矿物被关注。本文总结了活化硅酸盐矿物研究现状及其机理,并综述了单一低分子量有机酸溶出硅酸盐矿物中骨架元素的机制,最后介绍本课题组相关研究成果,并对有机酸活化硅酸盐矿物的今后研究作了展望。     

惰性SiO→活性[SiO4]^4-（下）

4 原料中硅（SiO2）质成分在烧成中表现的匹配特性 了解了结晶SiO2和硅酸盐矿物Si-O结构体解聚出活。[SiO4]^4-的过程后，应进一步认识它们在烧成中的特性表现。     

硅酸盐矿物/TiB2复相陶瓷涂层的制备及耐蚀性能研究

本文采用热化学反应法在Q235钢基体表面分别制备了硅酸盐矿物陶瓷涂层和添加Al-TiO2-B2O3反应体系复相陶瓷涂层,用XRD分析其相结构,并研究了涂层的耐蚀性。结果表明,硅酸盐矿物/TiB2复相陶瓷涂层有TiB2、FeNi3、CaNi0.5Si1.5等新相产生。耐酸、碱、盐性相对基体分别提高8.6倍,4.4倍,6.2倍,耐蚀性优于纯硅酸盐矿物涂层。     

硅酸盐矿物制白炭黑的研究进展

综述了中国硅酸盐矿物制白炭黑的研究进展.白炭黑常用的制备方法包括气相法、沉淀法和硅酸盐矿物分解法.气相法对设备要求较高,技术控制复杂;沉淀法能耗高,对环境要求较高;硅酸盐矿物分解法是一种以硅酸盐矿为原料制备白炭黑的有效方法.该方法在技术上是可行的,经济效益也是好的,为中国硅酸盐矿的深加工和综合利用提供了一条新途径.最后提出,改进硅酸盐矿制备白炭黑技术是今后的一个重要研究方向.     

水泥原料的成因与选择匹配(连载二)——论水泥节能新方向

3 应用Si-O结构粘度理论选择Si质原料自然界中硅酸盐矿物占98%,Si占20%以上.它在自然岩石中出现有二种形式:一种作为阳离子的SiO2矿物——石英,一种以Si-O络阴离子存在于各硅酸盐矿物里面,例如CaMgSi2O6(透辉石),Fe2SiO4铁橄榄石.     

水泥熟料矿物性能受黏土质原料影响的试验研究

从全国各地选择代表性的黏土质原料砂岩、黏土等14种，采用XRD、SEM、Rietveld等方法表征了物料的晶体特性，通过设计方案，研究了化学成分、结晶特性等对煅烧水泥熟料的矿物组成、物相性能及微观结构的影响。研究表明：水泥熟料中阿利特矿形成数量随着黏土质原料的硅酸盐矿物架状结构越多、SiO₂含量越多、石英晶粒尺寸越大而下降，同时熟料中f-CaO含量增加；此外，原料中K₂O对阿利特矿形成不利，会降低矿物数量、增大晶体尺寸；校正原料中MgO在煅烧熟料过程中具有较显著的降低最低熔点作用，利于阿利特矿形成。     

高碱硅酸盐水泥熟料的SEM研究

采用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）,观察和分析了熟料中的矿物形貌和化学组成,探讨了碱在熟料中的存在形式.研究结果表明,在高碱熟料中可以观察到有明显的硫酸盐存在,如Na2SO4,K2SO4,CaSO4或CaSO4·K2SO4;高碱熟料中碱更易进入硅酸盐矿物和铝酸盐矿物中,分别形成KC23S12、NCBA3;熟料中的碱（R2O）有一部分固溶在硅酸盐矿物和铝酸盐矿物中.     

掺杂对含硫铝酸钙矿物硅酸盐水泥烧成的影响

研究了CuO,P2O5对含硫铝酸钙矿物硅酸盐水泥熟料的易烧性及矿物形成的影响.借助化学分析测定了水泥熟料中游离氧化钙(f-CaO)及C4A3S矿物的含量,用X射线衍射分析了熟料矿物组成,并采用透射电镜(TEM)研究了CuO对C3S晶体结构的影响.结果表明:生料中掺入少量的CuO和P2O5能改善水泥生料的易烧性,促进f-CaO的吸收;CuO能促进C3S矿物产生调制结构.当CuO掺入量超过0.5%时,不利于C4A3S矿物形成;P2O5的掺入则有利于C4A3S的形成.     

低活性铝硅质尾矿基矿物聚合材料的抗化学侵蚀性能研究

以某低活性铝硅质尾矿作为硅铝原料(基质),分别与四种不同的铝校正料复合,在碱硅酸盐溶液激发作用下制备矿物聚合材料;同时将该尾矿与硅灰以及钙质原料(包括矿渣和钢渣)复合制备“免配碱激发剂溶液型”矿物聚合材料.对各试样的抗化学侵蚀性能进行测试,并与普通硅酸盐水泥砂浆试样进行对比;在微观上借助SEM和FTIR对代表性试样进行表征.结果表明,以铝酸盐水泥为铝校正料制备的矿物聚合材料试样经H2 SO4溶液侵蚀后有较多沸石相生成,其抗化学侵蚀性能较为良好;普通硅酸盐水泥砂浆试样经硫酸盐侵蚀后其初期强度有所提高,但后期强度可能会因钙矾石的增多而降低.     

不同铝校正料作用下低活性高硅尾矿基矿物聚合材料的热稳定性

为实现尾矿整体资源化利用和水泥工业节能减排的目的,将某低活性高硅尾矿作为硅铝原料(基质)进行活化预处理,再分别与四种不同的铝校正料复合以调整硅铝比例,制备矿物聚合材料,并将它们的热稳定性与普通硅酸盐水泥砂浆试样进行比较.结果表明:在1000℃下煅烧以偏高岭土为铝校正料制备的矿物聚合材料试样,或在800℃下煅烧以铝酸盐水泥为铝校正料制备的矿物聚合材料试样,在宏观上造成它们的抗压强度较未煅烧试样的抗压强度更高;在微观上通过TG-DSC、SEM和FTIR分析共同说明这两种煅烧后的矿物聚合材料试样的结构更加致密,且其中对强度起主要支撑作用的“-SiO4-AlO4-”三维网络结构未受到严重破坏,这造成它们的热稳定性优于普通硅酸盐水泥砂浆试样.本研究证实以所选取的尾矿为硅铝原料(基质)制备热稳定性优良的矿物聚合材料产品具备可行性.     

计算硅酸盐矿物标准熵的新模型

探讨了硅酸矿物标准熵的变化规律与其结构参数之间的关系,提出了计算复杂硅酸盐矿物标准熵的新模型,并用新方法计算了６０余个硅酸盐矿物的标准熵,其结果与已有的实验数据相当一致。公式计算方便,准确性高,物理意义明显。     

硅酸盐矿物中硅的Auger参数及其构型

本文以MgK_o的韧致辐射激发SiKLL,测定了20个分别代表岛状、链状、层状.架状4种构型的硅酸盐矿物中Si的Auger参数值;引用了环状硅酸盐矿物绿宝石的文献值,从22组数据中总结出硅酸盐矿物中Si的Auger参数值依岛状、环状、链状、层状、架状构型顺序递减的规律,并分析了原因,解释了例外情况。     

非金属矿物和岩石化学分析方法

非金属矿物是指不具有金属或半金属光泽、无色或呈各种浅色、在0.03毫米厚的薄片下透明或半透明、导电性和导热性差的矿物。包括绝大部分的含氧盐矿物以及部分氧化物和卤化物矿物。本文从几方面分析了常见硅酸盐岩石和矿物、粘土质原料、硅质原料及其他成分相近的岩石和矿物的成分分析。     

碱激发胶凝材料的研究进展

一个多世纪以来,硅酸盐水泥一直是使用最为广泛的建筑材料,该胶凝材料的化学组成为CaO—Al2O3-Fe2O3-SiO2体系,主要的矿物相为高钙含量的C3S、C2S、C3A和C4AF矿物。硅酸盐水泥具有许多优良的性能,但同时也有一些缺点：合成硅酸盐水泥熟料中的高钙矿物要消耗大量燃料,并排放大量CO3;硅酸盐水泥混凝土建筑的耐久性仍然存在很大问题。     

硅酸盐矿物标准熵简易计算模型

标准熵作为热力学的基础数据,在科学研究中起着不可或缺的作用,但仍缺乏很多硅酸盐矿物的标准熵.目前,Latimer标准熵计算模型及其后续修正模型虽然得到了广泛使用,但在这类模型中阴离子标准熵受阳离子价态影响,使用过程较为繁琐,并且模型只优化了SiO2-3和SiO4-4的标准熵.本研究建立了一种不考虑阳离子价态,同一硅酸盐阴离子对应单一的标准熵值的离子加和简易计算模型,并且模型优化范围扩展至SiO2-3,SiO4-4,Si2O2-5,Si3O4-8,SiO6-5和Si2 O6-7等常见的硅酸盐阴离子.对覆盖23种阳离子的94种硅酸盐矿物的标准熵计算结果表明,本模型计算值与实测值的整体平均相对误差仅为6.00 J/mol·K,显著优于Latimer模型和Mills模型.     

水泥用铝矾土的化学矿物特征

铝矾土是铝酸盐、硫铝酸盐、氟铝酸盐类水泥的主要原料，也可作为硅酸盐类水泥的一种校正原料。低铝铝矾土经煅烧后，可直接用作水泥混合材或混凝土掺和料，也可用来生产混凝土膨胀剂。在选用铝矾土前首先要做化学矿物分析；水泥质量出现问题时，有时需要反过来对铝矾土原料做深入的物化分析。对于铝矾土的矿相分析，新手会感到困难，老手有时也难免出错。本文想谈谈我们在这方面取得的经验。文中给出铝矾土的主要矿物的物理、光学、X射线粉末衍射数据和矿物含量的估算方法，阐述各种水泥对铝矾土原料的品质要求，并将铝矾土的化学矿物特征…     

基于CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3-SO3系统的水泥熟料矿物研究

采用石灰石、硬石膏、粉煤灰、硅石为原料,研究了固定铝硫比（P=3.82）条件下,氧化铝含量为10%时,碱度系数和煅烧温度对CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3-SO3系统水泥熟料矿物烧成的影响。结果表明,碱度系数为1.2,煅烧温度范围为1375~1425℃时制得的水泥为高贝利特硅酸盐水泥;C4A3S分解生成了C3A,而非C12A7;在SO3和C3A存在的条件下,促进C3S在低温下形成,部分C3S在高温下分解为α＇-C2S;水泥熟料的矿物形貌未发生明显的变化。     

高贝利特硫铝酸盐熟料矿物组成优化

采用石灰石、矾土、黏土和石膏4种原料,制备了以贝利特、无水硫铝酸钙和铁相为主的高贝利特无水硫铝酸盐水泥(BCSA)熟料矿物体系,研究了其生料易烧性、熟料煅烧制度和熟料矿物优化配比等。结果表明:当BCSA熟料煅烧温度为1280～1320℃时,可获得结晶度良好、形成数量较多的贝利特和无水硫铝酸钙矿物。在BCSA熟料矿物组成为32%～42%C4A3—S、5%～9%C4AF、46%～56%C2S,石膏掺量为12.5%时,水泥28 d抗压强度达最佳,为55MPa。此外,由于熟料烧成温度及氧化钙总含量(约50%)均较低,BCSA水泥在能耗和排放方面均比普通硅酸盐水泥低。