用硅钙渣烧制水泥熟料的研究

摘要

随着高铝粉煤灰替代铝土矿提取氧化铝技术在工业实践中的应用，产生了大量的高铝粉煤灰提铝后的副产物硅钙渣，如果这些硅钙渣不能及时处理，将对环境产生污染并造成资源的浪费。硅钙渣含有约40％的氧化钙和12%的二氧化硅，可以替代部分水泥生料来烧制水泥熟料。
　　本研究设计合适的率值、煅烧温度和硅钙渣在水泥生料中的不同掺量，通过煅烧结果来说明硅钙渣的掺量对烧成结果的影响；通过测试游离氧化钙的值来探讨硅钙渣的掺量和煅烧温度对水泥生料的易烧性的影响；通过用XRD分析和Rietveld全谱拟合方法对烧成熟料的矿物组成的定量分析，研究硅钙渣的掺量和煅烧温度对熟料矿物相含量的影响：通过岩相分析和SEM-EDS分析来探讨硅钙渣的掺量对熟料矿物相尺寸大小、分布状态和矿物相的生长发育等微观形貌的影响。
　　研究结果表明：硅钙渣（脱碱渣和原渣）分别掺入水泥生料中烧制熟料时，脱碱渣对易烧性的改善效果比原渣明显。用硅钙渣（脱碱渣和原渣）作水泥生料时，能降低熟料的烧成温度，但要控制熟料的煅烧温度，防止将水泥熟料烧融。掺入硅钙渣烧制出的熟料的矿物相的组成主要为硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸钙（C3A）和铁铝酸四钙（C4AF）。随着煅烧温度的提高，硅酸三钙的含量逐渐增加，当硅钙渣（脱碱渣）掺量大于10%时，随着硅钙渣掺量的增加，硅酸三钙的含量逐渐减小，硅酸二钙和铝酸三钙的含量逐渐增加；当硅钙渣掺量小于10%时，随着硅钙渣掺量的增加，硅酸三钙的含量逐渐增加。煅烧温度为1350℃，硅钙渣的掺量分别为0%、30%、60%时，烧制出的熟料中C3S矿物相呈板状、柱状，呈散乱状态分布，C2S矿物相呈椭圆状且伴有交叉双晶纹，以矿巢状集中的分布；随着硅钙渣掺量的增加，C3S矿物相的Ca/Si摩尔比先增加后大幅度降低，这说明了60%的硅钙渣的掺量对熟料中C3S的形成和晶体的发育长大是不利的。

目录

声明

主要符号

1. 绪论

1.1 课题研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目的与内容

1.4 技术路线

2. 试验

2.1 试验原料

2.2 试验试剂及设备

2.3 试验方法

3. 硅酸盐水泥的配料设计与煅烧原理

3.1 水泥生料的配料

3.2 水泥熟料的煅烧

4. 硅钙渣替代部分生料烧制普通硅酸盐水泥熟料的试验

4.1 试验方案

4.2 结果与分析

4.3 本章小结

5. 硅钙渣替代部分生料烧制高胶凝性硅酸盐水泥熟料的试验

5.1 试验方案

5.2 结果与分析

5.3 本章小结

6. 在1450℃下少量硅钙渣烧制高胶凝性水泥熟料的试验

6.1 试验方案

6.2 结果与分析

6.4 本章小结

7. 结论

参考文献

攻读硕士期间所取发表的论文

致谢