活化粉煤灰超细粉体的制备技术‘

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1、2004年2月重庆大学学报F-eb．20o4第27卷第2期JournalofChongqingUniversityV01．27No．2文章编号：1000—582X(2004)02—0128—04活化粉煤灰超细粉体的制备技术‘方荣利，阳勇福(西南科技大学材料学院，四川绵阳621010)摘要：采用高温煅烧与控制CS晶相转变来活化粉煤灰及制备粉煤灰超细粉体，用X射线衍射法对粉煤灰及活化粉煤灰的矿物组成进行了测定，结果显示：活化粉煤灰的主要矿物为硅酸二钙(C：S)和七铝十二钙(C，A，)。研究结果显示影响硅酸二钙晶相转变的主要因素有钙硅

2、比、煅烧温度、煅烧时间、样品冷却方式等，并给出了有利于硅酸二钙晶相转变的最佳参数。通过有效消除阻止c：S晶相转变的干扰因素，粉煤灰高温烧结料自粉化率可达到100％，自粉化料平均粒径小于1．0。关键词：粉煤灰；晶相转变；自粉化中图分类号：X705文献标识码：A随着火力发电的快速发展，全国每年排出的粉煤若利用CS晶相转化过程中产生的体积膨胀(处于介灰高达1亿6千万t，堆放这些粉煤灰不仅占用大量的稳的B—CS向稳定的一CS转变时，由于两种晶相耕地，且粉煤灰随风飘入空中，随雨水进入河流，严重的密度不同，转变时体积增大10％)，造成硅酸二

3、钙连危害人体健康⋯，严重制约着我国电力事业的进一步同其它矿物一起粉化】，这样，块状的烧结产物因白发展J。加大对粉煤灰的利用力度，可减少粉煤灰对粉化(CS晶相转化产生的体积膨胀粉化)，可省去粉环境的污染，对促进国民经济高速持续的发展具有十磨工序，这不仅可节省电能，而且化学粉碎形成的粉末分重要的意义。比机械粉磨得到的粉末更细，有利于氧化铝的提取。一般粉煤灰中氧化铝的含量通常在20％～35％，1实验部分是一种制备A10，、(OH)，的资源；但目前粉煤灰绝大多数都是用来生产砖、空心砌块、加气砼等【3。】，甚1．1主要原料与设备至不少地区

4、用来作路基填料，这其实是对粉煤灰中氧1．1．1主要原料化铝资源的巨大浪费。但粉煤灰中的主要矿物为莫来1)粉煤灰：江油火电厂排出的废渣，其化学组成石(3A1：0，·2SiO2)和石英(SiO：)，其中氧化铝的活性如表1所示。差，要从莫来石中提取氧化铝十分困难。为从粉煤灰2)石灰石：从市场购买，其化学组成如表l所示。中提取氧化铝，需对粉煤灰进行矿物相改性处理，使莫表1粉煤灰和石灰石的化学组成％来石中的氧化铝成为活性氧化铝J。为此，我们在粉CaOSi02A1203Ee203r,tsoLOSS煤灰中加人一定量的石灰石，并在高温下煅烧，使

5、粉煤石灰石52．600．240．620．781．3442．64灰中的莫来石和石英变为硅酸二钙(cs)和七铝十二粉煤灰5．9060．3322．164．960．2o6．43钙(C。：A，)。1．1．2主要设备将粉煤灰与石灰石的混合物经高温煅烧处理，虽1)SX，-4—13型全纤维快速升温高温炉：湖南可使粉煤灰中的A10，活化，但煅烧后的产物都是块湘潭市中山电炉有限公司l状烧结物。为从活化的粉煤灰中提取A10，需将块2)PHS一25型酸度计：成都方舟科技开发公司状烧结物粉磨至一定的细度，这将消耗大量的电能。3)红外干燥箱：上海实验仪器厂

6、·收稿日期：2003—10—23基金项目：科技部中小企业技术创新基金项目(03C26215100240)作者简介：方荣利(1940一)，男，四川遂宁市人，西南科技大学教授，主要从事工业废渣资源化与生态材料的研究。第27卷第2期方荣利等：活化粉煤灰超细粉体的制备技术1294)MS2000激光粒度分析仪：英国马尔文仪器有用x射线衍射法对火电厂排出的废渣粉煤灰的限公司矿物组成进行检测分析，试样中的主要矿物相为莫来5)x射线衍射仪：D／Max一2000pc(日本理学)石(3AI20，·2SiO)和石英(SiO)(图1)。由于莫来1．2实

7、验方法石中的AI20，的活性差，采用酸法、碱法从莫来石中提将粉煤灰和石灰石碎粒在100～105℃烘干2h，取氧化铝均不可能(表2)。并磨细至通过0．08lnlll方孔筛的筛余小于6％，按拟定的CaO／SiO比配料，加水成型，并按拟定的煅烧温度、煅烧时间进行煅烧，然后按拟定的冷却方式冷却。试样自粉化后做粒度分析，并以试样中的粒径小于0．01lnlll的颗粒所占重量百分率作为自粉化率。2实验结果与讨论图1粉煤灰的X射线衍射图2．1粉煤灰的矿物组成表2酸、碱液从粉煤灰中提取03后浸取渣的化学组成％表2数据说明，用l0％碳酸钠液、2M硫

8、酸液及2M盐酸液均无法从原状粉煤灰中提取氧化铝。为从粉煤灰中提取氧化铝，需将粉煤灰进行处理，使莫来石中的O3成为活性氧化铝。2．2粉煤灰的活化及活化粉煤灰的矿物组成利用改变粉煤灰的矿物组成活化粉煤灰，即在粉煤灰中加入一定量的石灰石，并在高温下煅烧，使粉煤灰中的莫