活化煤矸石离子溶出特性初探

初步研究了碳酸钠作为活化剂时煤矸石中硅铝的溶出特性,利用XRD分析煤矸石的煅烧情况,用ICP-AES(感偶等离子原子发射光谱)分析活化煤矸石离子溶出情况,结果表明:碳酸钠与已经热活化处理过的煤矸石样于820℃焙烧活化后,生成Na2SiO3(PDF82-604)和NaAl-SiO4(PDF76-1733),前者易溶于水,后者较偏高岭石易溶于碱,碱液浓度相同时,NaAlSi04(PDF76-1733)于NaOH的溶出率高于和在KOH溶液中的溶出率.     

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.     

煤矸石煅烧活化研究

为了开发利用我国煤炭生产和加工过程中产生的大量的固体废弃物--煤矸石,采用X射线衍射(XRD)、差热(DTA)、红外(FTIR)、等离子发射光谱仪(ICP-AES)、扫描电镜(SEM)等分析方法研究煤矸石的煅烧活化情况,结果表明:700℃是太原西山矿煤矸石热激活的最佳温度.     

煅烧煤矸石活性的电化学评价

提出了通过测定煅烧煤矸石在饱和Ca（OH）2溶液中溶解、反应平衡后滤液的电阻,以此评价煅烧煤矸石的火山灰活性的新方法,并测定了4个不同产地煅烧煤矸石的火山灰活性指数Ke,分析了煅烧煤矸石的矿物组成、化学成分对滤液导电性能的影响。结果表明：该方法测得的火山灰活性指数Ke与国标GB/T2487-96提出的标准胶砂强度比具有一定的可比性,能够反映出同一种煤矸石在不同煅烧温度条件下相对活性的高低。该方法快速简便,但材料的化学成分变化对该方法测试结果影响较大。     

增钙煅烧煤矸石的活性评价及其作用机理

采用增钙煅烧方式活化煤矸石,添加石膏和萤石作矿化剂。对各试样进行游离氧化钙、X射线衍射和核磁共振分析,进一步探讨煅烧过程中矿物组分与微观结构的变化。结果表明：掺加的氧化钙被大量吸收。在一定温度范围内,煅烧煤矸石的硅氧四面体聚合状态发生明显变化,同时生成多种硅酸钙盐矿物。随温度升高,硅氧四面体结构从高聚态向低聚态转变,并伴随生成大量玻璃态和无定型物质,这些物质均有利于改善煤矸石的胶凝活性。     

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。     

煅烧煤矸石活性测试方法的试验研究

分别采用Ca(OH)2吸收法、NaOH消耗法及比强度法测试了某煅烧煤矸石的活性.测试结果表明,28 d前煅烧煤矸石对碱吸收速度增加较快,其后变化平稳.Ca(OH)2吸收法早期样本中Ca(OH)2结晶相残留较多,28 d后该相消失;NaOH消耗法早期样本中无残留的NaOH结晶相,并且与比强度法的测定结果所反映的煅烧煤矸石活性变化规律更为一致,即随颗粒粒径的降低,煅烧煤矸石活性增加.NaOH消耗法能够更为准确且快速地反映煅烧煤矸石的活性.     

掺钙和萤石的煅烧煤矸石矿物组成的变化

用X射线衍射、甘油-无水乙醇法和红外测试分析手段探讨和分析煅烧前后的煤矸石矿物组成的变化.实验发现:不同产地的煤矸石大都含有高岭石和白云母等黏土矿物.煤矸石增钙煅烧后,在850～950℃含有低温水硬活性矿物Ca12Al14O33和Ca2SiO4.随着温度升高,石英晶体发生晶格畸变,CaO特征峰强度减弱.惰性Ca2Al6SiO16和CaSiO3的生成导致煤矸石活性下降.复合掺杂F-和[SO4]2-可有效破坏网络骨架的结晶度,生成不稳定的中间相,降低体系的共熔点.     

煅烧煤矸石粒度对水泥水化性能的影响

通过将800℃煅烧煤矸石进行分级后,研究粒度变化对水泥水化性能的影响。随煤矸石掺量的增加,水泥试块强度逐渐下降,掺加不超过40%的煤矸石水泥的28 d抗压强度可达42.5级水泥的要求。掺加单粒级煤矸石时随粒径的下降,其水化活性增强。复合掺加时,粗细适当匹配可以获得更高的强度。     

煅烧煤系高岭石的相转变

通过X射线衍射分析,红外光谱分析,魔角旋转核磁共振和能量色散等测试手段,研究了煤系高岭石在200～1300℃下煅烧的相转变过程。结果表明:煅烧高岭石的相转变经历了4个阶段:脱羟阶段(≈550℃),偏高岭石阶段(550～850℃),SiO2分凝(850～1100℃)及Al2O3分凝阶段(950～1100℃),莫来石阶段(>1100℃)。550℃时高岭石失去羟基水,转变为半晶态的偏高岭石。偏高岭石莫来石的相转变过程中存在SiO2和Al2O3的分凝。能量色散分析证实了分凝Al2O3的存在。950℃的新生相是γAl2O3而不是AlSi尖晶石。莫来石是由偏高岭石分凝形成的SiO2和Al2O3反应而形成的。     

温度对煤系煅烧高岭土物化性能影响的研究

煅烧高岭土是一种性能独特的新型无机非金属矿物粉体材料。实验以山西煤系硬质高岭岩为原料，研究了煅烧温度对煤系高岭土白度、吸油率、堆积密度、遮盖率(光散射系数)及活性(活性Al2O3含量)等物理化学性能的影响。结果表明：在650～1150℃范围内煤系煅烧高岭土的白度随温度升高而显著提高；堆积密度略有增大；活性在650～980℃范围内显著提高，但在1050℃后下降。遮盖率在650～950℃之前随温度升高显著增强，但在950℃后基本上不再变化。吸油率指标在650～1150℃范围内基本上不变化。950℃以下，煅烧高岭土的物相以偏高岭石相为主；950～1050℃，煅烧高岭土的物相已转变为硅铝尖晶石和部分莫来石。当煅烧温度达到1150℃时，煅烧高岭土已转变为莫来石相。     

添加不同温度煅烧煤矸石水泥的早期水化及浆体的显微结构

用X射线衍射仪,热重-差热仪,扫锚电镜。压汞法测定孔隙率和Ca(OH)2生成量分析等。研究分别掺加500～1100℃7个温度点煅烧煤矸石水泥的早期水化过程及其浆体的显微结构。结果表明：在7种试样中,掺700℃煅烧煤矸石水泥的早期水化最快。力学强度高,凝胶孔多,总孔隙率低,其早期水化产物为C-S-H凝胶、Ca(OH)2和钙矾石,在1～28d的水化试样中均存在钙矾石。研究表明：煅烧煤矸石能促进水泥熟料的水化。该促进作用随煤矸石的煅烧温度而异,以700℃煅烧煤矸石的促进作用为最好。     

煤系高岭石生产超微细煅烧高岭土的工艺比较

煤系高岭石生产涂布级煅烧高岭土的生产工艺, 主要包括煅烧增白和超细粉碎两个过程． 根据这两个过程先后顺序的排列以及超细粉碎工艺 （干法或湿法） 的选择, 分别组合成四种生产工艺． 文中分别论述了四种工艺的特点, 并筛选出“先湿法超细, 再煅烧增白”的工艺, 该工艺过程是目前最为可行的工艺方案     

煤的组成,结构和性质对煤转化和制备的影响

在国内外已有的研究工作基础上，叙述了煤的组成、结构和性质时煤转化和制备的影响．提出了在煤转化过程的研究中应开展煤的基础研究．根据我国煤炭资源情况还提出今后有关煤的研究项目．     

兖州烟煤及与煤焦油共处理产物的结构特征

采用核磁共振和红外光谱对兖州烟煤及与煤焦油共处理产物进行了结构分析，并求算了其结构参数，对其结构特征的解释，有助于研究煤油加氢共处理的反应机理和反应历程。     

硅酸盐水泥熟料-煤矸石混合水泥的界面结构

用环境扫描电镜和能谱仪研究了硅酸盐水泥和硅酸盐水泥熟料-煤矸石混合水泥的界面结构.结果表明:混合水泥中多孔的活化煤矸石和水泥水化产物发生二次反应消耗界面区大量氢氧化钙,生成水化硅酸钙(CSH)凝胶和钙矾石晶体,反应产物层从煤矸石表面向内部逐渐推进,逐渐将煤矸石的开口孔填满,未反应的煤矸石残核仍为多孔状.煤矸石中不同活性的SiO2反应生成的CSH凝胶形态不同,惰性SiO2作为微集料填充在硬化浆体中.煤矸石-反应产物的界面区结构非常致密,减弱了硅酸盐水泥中硬化浆体界面区间隙和氢氧化钙富集造成的不利影响.水化28d内混合水泥中煤矸石本身的强度和煤矸石-水化产物界面的强度均大于水化产物的强度.水化近1 a的混合水泥中以长石类为主的多孔煤矸石残核的强度低于水化产物和煤矸石-水化产物界面强度,以石英为主的密实煤矸石的强度则高于水化产物和煤矸石-水化产物界面强度.     

高岭石对煤炭燃烧特性影响的研究

利用NETZSCH 409C型差示扫描量热仪对常见黏土类矿物高岭石对煤炭燃烧特性的影响进行了分析．结果表明，随着高岭石添加量的增加，煤样的失重曲线TG燃烧段变得逐渐平缓，失重速率曲线DTG的峰值点降低，燃烧失重速率降低；煤样的着火点逐渐升高，当高岭石的添加量在50％～60％之间时，着火温度约升高9℃～13℃，燃烧稳定性也降低；随着高岭石的添加量的增加，煤样总的折算灰分增大，差热扫描曲线DSC的放热峰宽变窄，放热量减少．