煤矸石熱活化機理的闡述

時間：2014-05-09 14:53:03

作者：世邦機器

煤矸石熱活化機理煤矸石熱活化程就是鋁氧八面體中鋁的四配位轉(zhuǎn)化以及鋁氧四面體和硅氧四面體的解聚過程，煅燒過程鋁氧八面體中鋁的四配位轉(zhuǎn)化是煤矸石膠凝活性產(chǎn)生的根源。

煤矸石煅燒過程礦物結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變機制為：高嶺石-偏高嶺石-伊利石分解+活性SiO2、Al2O3-莫來石+方石英。煅燒機理如下。

約500℃時外羥基脫除：熱振動作用下高嶺石的外羥基脫除，其層間距增大，高嶺石的結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，但結(jié)構(gòu)還沒有破壞。

500~800℃溫度范圍內(nèi)羥基脫水：高嶺石結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槠邘X石結(jié)構(gòu)，碳酸鹽（碳酸鐵的分解）以及伊利石的分解。

900~1000℃溫度范圍，硅氧四面體和鋁氧四面體的解聚

大于1100℃，硅、鋁的重新組合

煤矸石與純高嶺石熱活化過程的比較，煤矸石的綜合利用中通常認(rèn)為在500~850℃范圍內(nèi)煅燒高嶺石會有偏高嶺石出現(xiàn)，在27Al MAS NMR譜中將出現(xiàn)化學(xué)位移位于30~40之間表征五配位鋁的共振峰，紅外光譜中將在815cm-1附近出現(xiàn)吸收峰。煤矸石磨粉機試驗證明了在Ca(OH)2存在的條件下，750℃煅燒高嶺石過程中部分五配位鋁轉(zhuǎn)變?yōu)樗呐湮讳X。在KOH存在的條件下，600℃和800℃煅燒高嶺石的紅外光譜中沒有表征偏高嶺石Si-O-Al特征吸收峰（位于815cm-1附近）的出現(xiàn)。煅燒煤矸石中沒有出現(xiàn)五配位鋁的原因是由于煤矸石是個多相體系，煤矸石中存在金屬陽離子（鉀、鐵、鈣等），在有金屬陽離子存在的條件下，六配位鋁易轉(zhuǎn)變成四配位鋁，鋁氧四面體和硅氧四面體之間取代造成的電荷不平衡由陽離子來平衡。