= = 。7 一 煤旋 199 4. NO. 1 3 9 一、 引 言 译 、 从经 济学 I生态 学的 观点来看 . 粉煤 灰 的利 用意义重大 。 粉煤 灰一般具有 与天然 带 与 土类似的化学成 分 , 故可用 粉煤 灰部分或 全 部地替代水泥 生料中的牯 土组分 。 计 算 了 由石灰 石 与粉煤 灰组成的 生料 混台物 CaCO~ 分解 的活 化能 为 242kJ / t o o1. 而 由 石灰 石与 不 同 精 土 矿 组 成 的 生 料 混 合 物 , 该 值 为 142. 5 ~ 218kJ / n'~l Mak~ hev 指 出: 在 高温下 , 粉 煤 灰的玻璃 相具有显著 的与 CaO 结 合的能力 。 在水泥 生产 中 , 用粉 煤灰作原料 通常在 熟料 煅烧 时也 能获得一 定的节能效果 , 因 为节 省 了粘土矿脱 水的热耗 , 而且最 高煅 烧 温度 通 常 比煅烧 传统生料低。 本 文 对掺 有 粉煤 灰 的水泥 生料煅 烧 时 的物理化学 过程 以及 诸如粉煤 灰质量 、 生料 成分 、 煅烧 条 件各因素对水 泥质量的影 响进 行 了 研 究 。 二 、 试验 条件 罗马 尼亚 粉 煤 灰的 化学成 分范 围列 于 表 1。 其中少量的 石英 、 莫 米石干 ” 可能有 的钙 长石 为结晶相 。 粉煤 灰 的 DT A 曲线表 明 : 在 比较低 的 温度 ( 11 3O~ 123O℃) 时 为 吸热效 应 , 这是 由粉煤 灰的部分熔 融所 致 。 表1 罗 马尼亚粉 堞灰 组成 一般 范日 书 }堪越种类 辑 化物 ( ) D 1 SLO ~ . 45, O一 57. O 鸽73 5 4.O 6 d5.63 5石 . 2C A I2 1& 0 — 2 0 2 1.76 2 4.38 24.29 18 . 23 F c2 6. 5 — 11. 5 9.41 8.02 “ 66 C aO 1. 5 — 8. 9 5.70 3.8 8.87 7.30 MgO 0. 9 — 3. 2 2.61 2.12 2.23 20 N azO 0. 2 一 O. 6 0.41 0 67 吼 n 37 K 2o 1. 6 — 2. 3 2 2 5 2 . 3 1.66 1. 69 So a 0. 2 一 0 n 9 5 1.03 7 . 09 2 . g3 本 文对 掺 有表 l 中的 4种不 同粉煤 灰 的 生料的煅烧 性能荦 Il熟料 的形 成进行 了研 究。 此外 , 还 研 究 了相 应 的 水泥 力 学性 能 。 所研 究 的生料 混 台物 的率 值范 围如 下 : LSF 一90 98. S M= 1 6~2. 16 . AM = L 5~ 2. 2. 除掺 有粉煤灰 F 的生 料混 台物外 , 其余 生料混台 物 由石灰 石 、 粉 煤 灰 I黄铁 矿 熔渣 制得 。 为 了 修正 粉煤灰 F 低 si 混 以同份额的富 si 带 与 土 。 ~含 量 , 将该 种粉煤 灰 垃 X ” * ≈ 譬 ¨ 誊 0 ~ 澎 两 ¨ 埘 内 磷 鹧 ~ 一 麓~ 一 一 一 一 ~ 鞣 一 甏 鬻 驻 ~ 蕊 囊 繁 一 一 彩 必 强 暴 胁 善 ~ 一 麟~ ~ 一 ~ 维普资讯 http://www.cqvip.com 建材环保与节能 l 994. №. 1 三 、 试验 结 果 l 、 掺 有粉煤 灰 的 生料 蝮 烧 时的 物理化 学过 程 由石灰石 、 粘 土和黄铁 矿粉组 成的生 料 混 台 物 (用 E 表 示 ) , 和 由石 灰 石粘 土 加 粉 煤 灰 ( 比例 1: 1) 和黄铁 矿熔 渣组 成 的生 料混 台 物( 用 F 表 示) 压制成 块 . 在 电炉 中加热 至900℃、 l 050℃、 1200℃、 1300℃、 利1350℃。 然 后在空气 中冷却 。 及 时 检 测其 CaCX3a和游离 CaO 的含量( 见表2和表 3) 煅烧 至1200℃的试 样不含有 CaCO3, 而 含 有最大量的 游离 CaO, 由此计算 的 CaO 吸收 率 G 示于 图 1。 20× 20mm 的标准试 系 图 I cao 的吸 收卓 随 煅烧 温度 变化 的函 数 关 CaO 吸收率 G = C ao 苴一C aO ^ 一 Ca 吼 Ca O4 ×10 0 试验结 果表明 : 分 解率及 c ao 吸收率都 取 决 于 原 料 的 性 质 在 低 温 直 到 I100℃~ l 150℃下 , 生料 E ( 特别 是当 A F = 1. 8时)C a O 吸收率 较生料 F 高 。 这主要可 由生料 E 中的 C a L -X3~分 解速 率 较快 , 获得 的 C a O 量较大 来 解释 。 衰 2煅烧至 900 C 和1050~生料 中 cac o~ 量 代 o o0口 ( )在 : S M A M 号 900℃ l 050℃ E l 95 l _ 76 l _ 8 0 6 6.05 41. 7 3 F 1 95 l _ 62 1. 8 0 6 8.32 5 9 5 E 2 g5 1. 65 1. 5O 6 6. 43 d5. 5 5 F 2 95 1 d1 1. 5O 69 . 75 一一 ~ 7.09 衰3在不 周温度 下煅 烧的 生科中 游离 CaO 的 含量 代 般 烧至 下温度 时 游离 CaO 的古 量 ( ) 号 900℃ l 050℃ 1200℃ 1300l c 1350 l c E 1 2. 5 2 12.62 21. 6 0 l 5 . 5 l 7. 6 4 F t 1. 1。 9l i 6. 6 1 9 . 63 l _ 09 E 2 2 5 & 50 21. 2 6 13.95 6.g7 F 2 n 39 6.5l 10.88 7 . 64 2. 5 0 图2生 料 E 2( 一 ) 及 F 2 ( ⋯ ⋯ ) 的 相组 成 ( 2. 39 ^ —( O; 2- 73A —(S + c ; l · 76A —c )随煅烧温 度变化 的函数 关系 在 l l 50℃~ 1350 C 温 度范 围 内 , 掺 有 粉 煤灰 的生料 C a O 吸收率相 当大 . 这 可 归因 于 延迟分 解产生 的 C a O 的活性 较 大。 x 射线 图可鉴别 的矿物相 为 ; 从 l 100℃起 到 1150℃ 出现铁 铝酸钙 利硅酸二 钙 ; 在 1200℃以上还 可看 见阿利特干 涉线 。 图2表示生料 E 2和 F 2 的 x 射线 测定 干涉线 的脉 冲 密度 在 2. 39 ^ (C a O) , 2. 73A (c2s 和 C3 S ) 和 1. 76^ ( ca s ) 。 虽然阿利 特或 贝利特干涉线 强度的 差异 小 . 但可 明显地看到l 200℃以上 . 生料 F (掺有粉 煤灰) 有较大 的活性 。 , 维普资讯 http://www.cqvip.com 1994. Ng -. 1 建材环保与节能 4l 2、 掺有粉煤灰的生料烧 成熟料 表4给 出 由石 灰石 、 不 同粉煤 灰 和黄 铁 矿熔 渣 在 1350℃和 l 400℃下煅 烧 的 熟 料 中 游 离 CaO 的 含量 生 料 细度 相 当于 在 90# m 筛 孔筛 余 l 0~ 1 4 。 业 已证 实 ; 在 1350℃温 度下持续煅烧30分钟 后 . 其 CaO 吸 收率几 乎 总是令人 满意 的 。 用 x 射线 图可鉴别 出普通 波特 兰水 泥熟料 中出现的 矿物 相 。 在 1350℃ 煅烧 的熟 料 B5的 x 射线衍 射图中 明显地 显 示 出阿 利 特 的形 成 ( 3. O 2^ , 2. 95A , 1. 75 A ) 。 正如所预料 的那样 , 煅 烧温度 从 1350℃ 增高到 1400℃阿利 特干涉线更 明显 , 特别 是 石灰饱和 系数高的熟料 。 衰4石灰 石 、 粉 堞灰 及黄铁矿熔 .埴烧制 的 熟 料中游离 c 。的含量 熟 料 {控烧3吩 钟 游离 o l0 古置 ( Ls F AM SM ) 号 1350℃ 1400℃ 砒 9 5 2.24 1. 69 1. 35 B 2 9 5 l l 80 l 5 9 0 . g0 B 3 98 0 2 { 1. 6 g 2 . 06 B 4 98 1. 8 0 1. 59 0. 8 1 Dl 9 5 2. 6 1 l 6 1. 40 0. d8 D 2 9 5 l _ 80 l _ 95 97 0. 2 4 D B 9 8 2.60 2. 19 4.80 明 I) 4 9 8 l _ 8O t . 9 8 4.20 42 Il 9 0 1. 8 0 2.16 0. 50 38 I2 90 1. 4 9 & 0 1 0. 3 8 0.30 I3 96 1. 7 7 & l 6 1.01 0. 89 ¨ 9 6 1.47 2. 3 1 0 . 74 0. 6 3 I5 9 8 2. 74 2.32 80 1. 27 I6 98 1. 80 2 . 17 l _ { 6 97 在石灰 饱和 系数不 变的情况 下 , 较 小的 AM 值 ( 即使在 SM 值不高时 ) 有助于阿利 持 的 形 成 ( 表4) , 这 可 由较 大 量的熔 融 相的 影 响来加以解释 。 3、 水 泥 的硬 化 性 能 将具有 足够 低的游离 CaO 含量 (≤ 2 的熟料与石 膏 (掺 入 量2. 7 s ) 共磨 , 制 成 ) 比表 面 积 为 2800- -泥 , 然后 检测 其 力学性 能 。 抗 压 强度 测 自小 棱 柱 形 试 块 ( 15 × l 5 X 60mn',) 。 试 块 由水 灰 比l : 2、 灰砂 比l : 3的塑性砂 浆经 振捣成型后 制成 。 抗 压强 度值见图3、 和5 300Ocm' / g ( 布 氏) 的 水 图 4在 135 0'C 和 1400"C 下掺 有 掰 堞灰 D 烧 成 的熟料 制成 的木泥 的抗 压强 度发 展 其 硬 化性 能主 要 受熟 料成 分 利煅 烧 条 件 的影响 。 而 粉煤 灰 的种类 对 其影 响很 小。 般 来说 , 石灰标准 值利率值较小 的水泥 有 较好 的机 械强 度 , 因为熟 料是在较低 的温 度 下 烧成 。 在相 同的煅烧条 件下 , LSF 值 大 时 , 只有 降低 AM 值使 相 应水泥 有较好 的水 硬 性 ( 参看并 比较 图3、 4、 5中的水泥 B3和 B4, D35 1] D 4、 15和 I6. 或 Bl 和 B2, D1和 D2的 强 度发展 ) 。 一维普资讯 http://www.cqvip.com 42 建材环保与节能 1994. NO . 1 圈 5在 1350'C和 1400C 下 掺 有 粉 煤 灰 I 烧 成 的熟料 制成 的水泥 的抗 压强 度发展 试 验发 现 , 当超过熟料 的最佳煅 烧温度 时 , 相 应水 泥 的强度 下 降 , 这可 由晶体 组 织 ( 主要是 阿利持 晶体 )变 粗来解 释 。 这 已为 x 射线衍射 图和 囝4、 图5中相应 水泥的强度 发 展 所 证 实 。 渺 掺有 粉 蝶 灰 B 、 D 或 I 烧 成 的 熟 料制 成 的 水泥 的抗 压强 度值与 PZ 40( P) 波 特兰 水泥 的比较 图6图6为抗 压 强 度的 结果 与 相 同条 件 下 , 检测 的波持兰水泥 eZ 40~ 比较 。 其 中阴影 区 域 相应 为 各粉煤 灰 水泥 在 各种 最佳 熟 料 组 成 『 煅烧条 件下 强度值 的波动范 围。 ( 译 者单位 ; 重 庆建 筑工 程学院 建材 系) (上 接38页) 六 、 结 语 本法具有下列特点 ; 1、 不 蔷特殊 的蒸馏 装置 。 在水 泥 厂现 有 设备条件 下即可进 行氟 , 硫 的快速 测定 , 准 确 度能 满足 生产控制 的要求 。 2、 分析速度 快速 。 50分钟 内可完 成水 泥 生熟 料中氟 、 硫的测定 3、 分 析 成本 低廉 。 单 样 分析 成本 约 0. 4 元 。 d、 提出并研 制了氟 、 钡两 种指 示剂 。 由于本 法具 有上 述优 点 , 已在 很 多水 泥 厂 中得到推广应用 参 改文献 [ 13、 “水泥生、 悬料中三氧化硫快速容量分析方 法 《 合肥水 泥研 究设计院 院刊 》 , 1992 , N [ 2] 、 “铬 盐滴定法快速 静 『 定 水 泥生、 熟料 中的 氟 , 《 建材环保 与 节能 》 , 1993 , N9 3 4 维普资讯 http://www.cqvip.com