钙基固硫过程中无机矿物转化及可资源化矿物形成

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1、内容摘要要改变我国对燃中固硫渣综合利用水平较低的现状，就必须深入了解无机矿物质间的多相反应过程，并能控制固硫过程中灰渣的矿相组成。本文紧扣“资源、能源、环境”一体化这一思路，借助化学分析、x衍射分析等测试方法，进行了钙基固硫过程中无机矿物的资源化形成与含硫物相的控制机理研究，这对于指导燃煤污染问题的高效、全面治理，具有重要的现实意义。通过圃硫制度对其灰渣产物矿相的影响研究，发现温度、C耐s比、煤种及添加剂的影响很大。低温下固硫过程是以固硫反应为主要反应，高温下则以固相反应和部分矿物的分解反应为主要反应，因而升高温度或增加c“S比．在850℃～1050℃内利于

2、CaS04的形成，此后则主要促进C4AF、C2AS、B．C2S等矿物形成与进一步转化。煤种的影响取决于煤中硫含量及煤灰中其它无机成分的含量，煤中硫含量越高，越利于CaS04的形成。以A1203为添加剂，会形成较多的铝酸盐，有效降低体系中f-CaO的含量，促进C4A3S一形成，但铝酸盐仅在高钙硫比下才能全部转化为C4A3S-。对固硫过程中无机矿物转化行为的研究结果则表明，Ca／S>，6或同时以铝硫比为3．82掺入Ah03，都有利于形成高温禽硫物相c4A3s一，有效延缓高温下S的释放，并促使灰渣中形成较多的硅酸盐矿相，有助于资源化无机矿物的形成。得到的较优固硫制

3、度为：1050～1150。C、Ca／S=2～3、有一定A1203掺入或1200～1350℃、CaJS=8；此时不仅固硫率高于38％，其灰渣产物的矿相还能以C4A3S一、铝酸盐或硅酸盐矿相为主。固硫率的高低，关键取决于固硫产物的矿相存在形式及含硫物相的含量大小。Ca／S≤5时，固硫产物多为CaS04，但其高温稳定性差，因而固硫率在高温时往往很低。对几种含硫物相的研究结果表明，C。A3s一是最为理想的固硫产物，不仅易于形成控制，还利于固硫狄渣的再利用。在固硫过程中，C4A3S一可在1050℃时由C2AS与CaS04反应形成，也可在950℃时由铝酸盐和CaS04形

4、成，于1350℃时分解。关键词：钙基固硫，无机矿物，资源化ABSTRACTInordertoimproveourcountry’Slowerpresentstatusinthecomprehensiveutilizationofdesulfurizationresiduesformedduringthecoalcombustion，theployphasereactionsamonginorganicmineralsmustbelueubratedandtheresidues’mineralconstituentsbecontrolled．WithfoCUS

5、ontheideaofresource—energy-environmentintegration，thedesulfurizationprocesstransforminginorganiecompositionintoresourceandthecontrolmechanismofthesulfur-containedmineralmatterswereinvestigatedbythemeansofchemicalanalysis．XRDandSEMinthispaper．Theresultsareofimportantpracticalmeaning

6、andcaninstructtoefficientlysolvecoal-bnrningpollutionproblems．Aftervariousdesufurizingsystemswerestudied，thecombustiontemperature，Ca／Sratio，coaltypeandaddictivehavebeenfoundtohavegreatinfluencesontllemineraleonstituentsoftheresidues．ThedesulfurizationreactionOccursmainlyatlowtemper

7、ature，whilethesolidphasereactionandthedecompositionreactionofsomemineralmattersdoathightemperature．SohighertemperatureandCa／SratiocanbothpromoteCaS04togrowattemperaturesrangingfrom850℃to1050℃．thenmainlyaccelerateC4AF,C2ASandB—C2Stoformandfurthertransformattemperaturesabove1050。C．Th

8、esulfurcontentandotherinor