粉煤灰动态水热合成纳米复合托贝莫来石晶须及其表征

以山西某地普通粉煤灰为原料,采用动态水热法合成纳米复合托贝莫来石晶须,考察了CaO/SiO2摩尔比、反应温度、液固比、反应时间的影响. 结果表明,以预活化的普通粉煤灰为原料,控制CaO/SiO2摩尔比为1.0、液固比为25 mL/g,在220℃下水热反应10 h,可制备出晶须长/径比大于20的纳米复合托贝莫来石晶须,优化条件下晶须可相互缠绕成中空球形颗粒,纯度达80%以上.     

水热合成硅酸钙微孔球形颗粒

动态水热合成生成的硅酸钙微孔球形颗粒的空隙率可高达90%以上,颗粒由无数纤维状硬硅钙石晶体构成.讨论了合成工艺参数对形成球形颗粒的影响.反应物中SiO2 和CaO的比例需保持1∶1,否则反应最终产物中可能出现其它硅酸钙矿物.搅拌对形成球形颗粒起着决定性作用,在搅拌作用下C-S-H凝胶表面受到切向剪切力矩的作用,片状的凝胶被卷成为球形颗粒.在水热合成过程中加入矿化剂能够降低凝胶粒子ζ的绝对值,促进C-S-H凝胶形成大的团聚体,矿化剂的存在提高了由C-S-H凝胶团聚生成硬硅钙石的温度,从而保证C-S-H凝胶团聚有充足的时间形成大的球形团聚体.     

硅酸钾碱液水热合成针状硅灰石反应历程

利用钾长石–KOH–H_2O体系分解反应所得硅酸钾碱液合成针状硬硅钙石,用作合成硅灰石的前驱体。采用OLI Analyzer 9.2软件模拟K2O–CaO–SiO_2–H_2O体系化学平衡,预测了合成硬硅钙石的初始CaO/SiO_2摩尔比、反应温度和液固比范围。在此基础上通过单因素实验,确定了合成硬硅钙石的优化条件。反应历程为:水合硅酸钙→雪硅钙石→雪硅钙石+硬硅钙石→硬硅钙石。合成的硅灰石保持了硬硅钙石的针状形貌,分散较均匀,长约10~15μm,直径约300 nm,长径比约40,符合建材行业一级品标准。     

石灰活性对中空硬硅钙石二次粒子球形貌的影响

研究了石灰CaO晶粒尺寸和消解速度对合成中空硬硅钙石二次粒子球的影响。CaO对晶粒尺寸小，石灰消解速度快。CaO晶粒对合成硬硅钙石晶体没有影响，但影响硬硅钙石二次粒子球的形貌。CaO晶粒尺寸小能形成中空二次粒子球，球尺寸随CaO晶粒尺寸增大有所增大。CaO晶粒一旦烧结变粗则形成的是硬硅钙石堆积团。     

较粗石英微粉制备超轻硬硅钙石隔热材料

用中位粒径20μm的粗石英和石灰石为原料，配制成Cao／SiO2摩尔比1．0，水固比20的料浆，倒入3000L的反应釜内进行水热反应，反应温度197℃，时间3h，合成的晶体料浆经XRD、SEM和TEM检测确认为由针状硬硅钙石缠绕组成的中空二次粒子球。球直径为30～100μm，球壁厚2～4μm。在料浆中加入纤维等辅助材料压制成型干燥后．即为容重小于130kg·m－3的超轻硬硅钙石隔热材料。     

硅灰石制备二氧化硅材料过程中晶体结构的变化

利用XRD技术研究了三斜晶系普通硅灰石在酸解形成二氧化硅材料过程中晶体结构的变化。结果表明 :三斜晶系普通硅灰石在浓度为 2mol/LHCl溶液中的酸解浸蚀方向严格受晶体结构控制 ,酸解初期晶粒首先并主要沿垂直于 [10 0 ]带轴方向浸蚀 ,结果导致衍射面 ( 10 0 ) ,( 2 0 0 )和 ( 3 0 0 )的衍射强度增大 ;随着酸解时间的延长 ,[SiO4 ]单四面体与 [CaO6 ]八面体共棱连接方向成为主要浸蚀方向 ,在XRD图谱中表现为d =0 .2 98nm衍射峰一直保持较大的衍射强度。酸解反应过程中 ,三斜晶系普通硅灰石除被转变成mSiO2 ·nH2 O外 ,其晶体结构存在向单斜晶系副硅灰石、针钠钙石型结构、硬硅钙石和傅硅钙石的晶型转变现象 ,60min前以形成单斜晶系副硅灰石的多型转变为主 ,60min后则以形成针钠钙石型结构、硬硅钙石和傅硅钙石为主     

利用电石渣制备硬硅钙石

利用动态水热合成工艺,首次采用电石渣作钙质原料合成了硬硅钙石。探讨了原料、电石渣处理方法和水热合成工艺参数等因素对合成硬硅钙石晶体结构和微观形貌的影响,并采用XRD和SEM对其结构和形貌进行了分析及表征。结果表明,煅烧后的电石渣可以制备出纯度较高且结晶良好的硬硅钙石;电石渣处理方法对合成硬硅钙石晶体及其二次粒子形貌有很大的影响;煅烧后的电石渣与分析纯CaO作钙质原料制备硬硅钙石的水热合成工艺参数基本一致。     

从含碱硅酸钠溶液中水热合成硅灰石

以含碱硅酸钠溶液为原料,在常压下加入石灰乳,先水热合成CaO·SiO2·H2O,再将CaO·SiO2·H2O在850℃下焙烧2 h可制备硅灰石.研究了溶液中SiO2浓度、钙硅摩尔比(C/S)及反应时间对硅灰石合成的影响.热力学计算结果表明,常压下Na2O-CaO-SiO2-H2O体系中,最有可能形成CaO·SiO2·H2O及2CaO·SiO2·1.17H2O.实验结果表明:当C/S为1.0时,随着溶液中硅浓度的增加,硅酸根离子的聚合程度增加,有利于硅灰石的制备;随着时间的延长,硅灰石结晶程度越高;当C/S为0.6、0.8、1.0时,最终产物为CaSiO3;当C/S为1.5、2.0时,最终产物中含有大量的Ca2SiO4.适宜的水热合成条件为:SiO2浓度>30 g/L、C/S 0.6～1.0、温度98℃、反应时间>3 h.     

硅碱钙石微晶玻璃中晶相相变

采用高纯的SiO2、Al2O3、KNO3、Na2CO3、CaCO3及CaF2熔融制备了组成为8.4Na2O 1.3Al2O3 5K2O 10.8CaO 64SiO2 10.5 CaF2的硅碱钙石微晶玻璃,采用热力学计算及DTA,XRD和SEM等技术手段对其热处理过程中硅碱钙石和硬硅钙石晶相间的竞争和转变进行研究。经550℃热处理1h后,母体玻璃中有氟化钙晶相析出;在700℃下热处理1h后析出硬硅钙石晶相;在750～850℃下热处理1h后主晶相转变为硅碱钙石。经在700℃下延长微晶玻璃的热处理时间,观察到由硬硅钙石向硅碱钙石的晶相转变。这一转变趋势得到热力学计算的验证。     

硝酸锶对水热合成硬硅钙石球形团聚体的影响

硬硅钙石是一种用途广泛的保温材料，本工作以硝酸锶作为矿化剂，研究了在动态水热合成硬硅钙合成中，硝酸锶对硬硅钙石球形团聚体的影响。研究表明：在合成时添加硝酸锶，可以使水化硅酸钙（C－S－H）凝胶的ξ电位的绝对值减小，从而C－S－H胶团的凝聚长大，C－S－H凝胶粒度的增大是硬硅钙石球形团聚体增大的基础，Sr^2 进入到硬硅钙石晶体内引起其晶胞常数a和c的增大，促进硬硅钙石的纤维状晶体以及球形团聚体的长大，从而有利于得到轻质硬硅钙石材料。     

超轻微孔硅酸钙绝热材料的显微结构和工艺控制

超轻硅钙绝热材料的固相含量只占整个体积的５％以下，要使如此之少的固相充满全部体积，并成为具有相当强度的刚性体积的材料必须具有纤维状的显微结构。超轻硅酸钙材料实际上是由硬硅钙石纤维状晶体组成的多孔球状团聚体构成。整个材料的气孔率达９５％以上，气孔半径呈多重分布。球状团聚体越大材料越轻。为获得理想的显微结构，需要设计合理的硬硅钙石合成工艺和压滤成型工艺。合成工艺参数包括原料的配比，水热合成反应的温度、     

硬硅钙石中空二次粒子球形成机理的探讨

利用X射线衍射、扫描电镜等手段,对SiO     

无水硫酸镁对氧化镁水热产物的影响

以轻烧菱镁矿获得的氧化镁为原料,在温度为160℃、搅拌速度为400 r/min的条件下反应,研究无水硫酸镁对氧化镁水热产物的影响.当MgO与MgSO4的摩尔比为10:1时,反应6 h的水热产物是纯度高、结晶度好的六方片状氢氧化镁;当MgO与MgSO4的摩尔比为2.5:1时,前3 h水热产物是六方片状氢氧化镁,随后出现碱式硫酸镁晶须并且其生成量越来越多;当MgO与MgSO4的摩尔比为10:7时,前50 min水热产物是六方片状氢氧化镁,然后出现碱式硫酸镁晶须,直至6 h全部生成直径约为300 nm、表面光滑的碱式硫酸镁晶须.在此过程中,小颗粒氢氧化镁出现溶解现象,形成碱式硫酸镁晶核,大颗粒氢氧化镁与溶液中的MgSO4、H2O生成大量MgSO4·5Mg(OH)2·3H2O(153型碱式硫酸镁),在其生长方向上生长基元Mg-O6进入由于螺旋位错形成的二维台阶的凹陷处促使其沿位错方向稳定生长为晶须.无水硫酸镁的浓度越大,生成碱式硫酸镁晶须越多,生成碱式硫酸镁晶须所用时间越短.     

碳酸钙晶须的合成及形成过程

研究了用氯化钙－氯化镁－氢氧化镁体系碳化制备碳酸钙晶须的过程。结果表明，在较高的初始氧化钙与氯化镁摩尔比下，所得粉体由碳酸钙球形粒子，玉米棒状晶须和少量光滑晶须构成。在碳化过程, 首无形成大量的碳酸钙球形粒子，然后粒子集形成粒子链，继续生长或断裂形成玉米棒状结晶，光滑晶须在反应的后期形成。体系中反应前存在的氢氧化钙粒子是早期球形粒子聚集成粒子链，进而形成玉米棒状晶须的原因。在较低的氧化钙与氯化镁摩尔比下，晶须的形成过程不同于高氧化钙与氯化镁摩尔比下的情况，可以制轩出由大量光滑晶须和少量球形粒子构成的粉体材料。     

热分析在磷石膏制酸反应研究中的应用

采用热分析方法研究磷石膏制酸过程中CaSO4与焦炭的反应进程。在TG-DTA热分析仪上研究原料配比(C与CaSO4摩尔比)对反应进程及反应温度的影响。通过比较化学反应的实际失重量与理论失重量,发现原料配比为0.4和0.5时,反应先生成CaS,且反应温度随原料配比增加而降低。当原料配比增至0.6时,反应先生成CaO、CO。反应产物的XRD表征也进一步证实分别生成了CaS和CaO,因此可以认为热分析方法用于磷石膏制酸反应研究是可行的。最后对反应机理进行了初步的探讨。     

粉煤灰预脱硅液动态水热合成硅酸钙晶须的影响因素

以分析纯试剂模拟粉煤灰预脱硅液,采用动态水热法合成硅酸钙晶须,研究了反应体系碱浓度、反应温度、反应时间、溶液中铝硅(Al2O3与SiO2)和钙硅(CaO与SiO2)质量比对产物物相组成及其形貌的影响. 结果表明,控制碱浓度80 g/L以下,反应温度220℃,反应时间6 h,铝硅质量比0.06以下,钙硅质量比0.9,可制备出纯度83%以上的硅酸钙晶须,晶须长度可达20 mm.     

CaO-MgO-SiO2-H2O体系的热力学基础研究

本文从热力学角度系统研究了CaO-MgO-SiO2-H2O体系及钢渣中钙镁硅矿物在水热条件下的反应特性,结果表明：在CaO-MgO-SiO2-H2O系统中,CaO优先与SiO2反应生成水化硅酸gO只能与剩余的SiO2反应生成水化硅酸镁：MgO固溶时,可促进托勃莫来石向硬硅钙石转化。而对白钙沸石向白钙镁沸石的转化影响不大,不固溶MgO时,低温型水化硅酸钙向高温型转化温度提高,钢渣鲁镁硅矿物中,镁蔷薇辉石活性最大,透辉石活性最差,钙镁橄榄石和镁黄长石介于前两者之间。     

高硫煤还原磷石膏制SO_2

在N2气氛下研究了高硫煤还原磷石膏的热分解反应特性,利用烟气分析仪分析析出的气体成分。研究了不同颗粒尺寸的高硫煤对磷石膏分解的影响,结果表明,高硫煤颗粒尺寸在97—147μm有利于磷石膏分解制SO2的反应。研究还发现原料摩尔比对磷石膏的反应历程有显著的影响,当摩尔比为1∶1.96时,磷石膏还原分解的固体产物有CaS和CaO;当摩尔比降为1∶1.18时,固体产物中CaO大量增加,而仅有少量CaS存在;当摩尔比降到1∶0.98时,固体产物中除了CaO和CaS外,还发现了未反应完的CaSO4。所以摩尔比在1∶1.18时有利于高硫煤还原磷石膏制SO2。