高硫煤对硅酸盐水泥熟料烧成及显微结构的影响

摘要

随着优质资源的日益稀少，水泥工业逐渐向利用低质燃料的方向发展，但局限于当前的水泥生产工艺水平，能够适应水泥生产的煤种范围比较窄，我国新型干法水泥厂均使用低硫含量烟煤，而我国高硫煤储量丰富。如果能将高硫煤用于新型干法水泥生产，将缓解与其它行业共争资源的局面，降低水泥生产成本。但目前针对新型干法水泥生产开展的高硫煤应用研究较少。因此，本文借助高温显微镜、X-射线衍射仪、扫描电镜、X-射线能谱仪、岩相分析和熟料化学成分分析等测试手段，进行了不同品质高硫煤对硅酸盐水泥熟料烧成及其显微结构的影响研究，并研究了MgO和碱对高硫熟料烧成的改善作用，为实现高硫煤在新型干法水泥生产中的应用提供理论指导。 研究结果表明，高硫煤中硫可降低熟料液相出现温度，有利于稳定β型C<,2>S，防止熟料粉化，但煤中硫含量过高时，将使生料在较高温下(≥1300℃)的易烧性变差，不利于C<,3>S矿物形成，最终使熟料中C<,3>S含量减少而C<,2>S含量增加；硫的存在虽阻碍了C<,3>S形成，但又促进了A矿、B矿晶体的发育，在一定程度上改善了熟料的岩相结构。硫在低于1250℃时形成C<,4>A<,3>S，使得体系中无C<,3>A形成，但高于1250℃时C<,4>A<,3>S发生分解，C<,3>A开始形成。在1350℃及以上高温段，水泥生料对高硫煤仍具有较好的固硫作用，固定下来的硫主要分布于中间相和C<,2>S中。 不同品质高硫煤对熟料烧成的影响有较大区别，关键在于煤中硫含量的高低，在本文中，当掺入的高硫煤含硫量低于4％时，对熟料烧成的影响较小，可以获得质量较好的熟料；当含硫量超过5％时，将使熟料中C<,3>S矿物含量明显减少，熟料质量下降。 MgO的存在能明显改善高硫生料的易烧性，促进C<,3>S形成和熟料烧成，改善熟料的岩相结构，且在一定范围内，MgO含量越高，对降低硫的不利作用效果越明显。R<,2>O的单独存在对高硫熟料烧成的改善作用不明显。而MgO和R<,2>O同时存在能明显缓解硫对熟料烧成和C<,3>S形成的不利作用，并改善熟料的岩相结构，特别当MgO含量较低时，存在一定量的碱比MgO单独存在时作用更明显，更有利于C<,3>S矿物形成。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2和本课题有关的国内外研究现状

1.2.1高硫煤在水泥生产中的应用研究进展

1.2.3堵塞机理的研究现状

1.2.4水泥生料的自固硫行为及高温固硫产物研究现状

1.2.5 SO3对水泥熟料烧成及其性能的影响研究

1.3研究课题的提出

第2章高硫煤燃烧对熟料烧成的影响

2.1引言

2.2实验内容与方法

2.2.1原料

2.2.2实验方案及样品制备

2.2.3煅烧试样外观特征分析

2.2.4测试方法

2.3结果与讨论

2.3.1高温显微镜实验结果分析与讨论

2.3.2易烧性分析

2.3.3熟料的XRD测试分析

2.3.4熟料化学分析结果与讨论

2.3.5熟料岩相结构分析与讨论

2.3.6固硫效率结果分析

2.4硫在熟料中的存在形式及对熟料矿物形成的影响

2.4.1硫在熟料中的存在形式及分布

2.4.2硫对熟料矿物形成的影响讨论

本章小结

第3章MgO、碱对含硫熟料烧成及显微结构的作用

3.1引言

3.2实验内容与方法

3.2.1实验原料

3.2.2实验配方及样品制备

3.2.3煅烧试样外观特征

3.2.4测试方法

3.3单掺MgO对含硫熟料烧成的作用

3.3.1易烧性分析

3.3.2熟料的XRD测试分析

3.3.3熟料矿物的岩相结构

3.4单掺R2O对含硫熟料烧成的作用

3.4.1熟料的XRD测试分析

3.4.2熟料矿物的岩相结构

3.5复掺MgO和R2O对含硫熟料烧成的作用

3.5.1熟料的XRD测试分析

3.5.2熟料矿物的岩相结构

3.6 MgO、碱对含硫熟料烧成的影响机理探讨

3.6.1 Mg、碱在含硫熟料相中分布

3.6.2影响机理探讨

本章小结

第4章总结与建议

4.1全文总结

4.1建议

参考文献

发表的相关论文及成果

致谢