CFBC脱硫灰渣的改性方法研究.pdf

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1、第25卷第6期广东石油化工学院学报V01．25No．62015年12月JoumalofGuangdongUniversityofPetrochemicalTechnologyDecember2015CFBC脱硫灰渣的改性方法研究温丽瑗，黄衡，周向飞，陈小平(广东石油化工学院化学工程学院，广东茂名525000)摘要：以中石化茂名分公司动力厂的cFBc(循环流化床)脱硫灰渣为研究对象，探究了不同加水量、改性剂种类、粉磨时间(细度)、养护温度对脱硫灰渣的安定性及微观结构的影响。结果表明，影响脱硫灰渣中游离氧化钙消解效果的因素主次顺序为：加水量>改性剂种类>养

2、护温度>粉磨时间；改性方式对脱硫灰渣微观结构的影响的主次顺序为：改性剂种类>养护温度>加水量>粉磨时间。关键词：脱硫灰渣；CFBC；改性剂；安定性中图分类号：TQ172．44文献标识码：A文章编号：2095—2562(2015)06—0015—05脱硫灰渣颗粒中大部分表面较为粗糙，棱角分明，呈片状不规则形态，一定程度上制约了其改性的研究。脱硫灰渣和粉煤灰都属于烧结土质混合材，具有相似的化学成分和火山灰特性_1I4。欲改性脱硫灰渣的活性，需通过磨细使玻璃体结构中的si_O键和Al_O键断裂重排l5I6]，使活性硅、铝溶出度增大，令水化反应快速发生，内部的

3、f—CaO水化形成Ca(OH)：，Si02、A1203等活性物质改性形成水化硅酸盐和水化铝酸盐，使f—CaO减少，从而使配制水泥的强度得到提高。有学者采用物理方法(粉磨细)、化学方法(NaOH处理)促使脱硫灰渣中f—CaO、CaSO1I的溶解速率加快，但掺入质量分数约为20％时，水泥的性能已能满足生产要求[1，大量堆放的脱硫灰渣仍得不到资源化利用。目前对脱硫灰渣微观结构的研究还处于初步阶段，姚妮娜等[1]研究了固硫灰的碱激发，对激发前后的固硫灰结构与形貌进行了表征，XRD、XPS图谱分析得出NaOH激发能促使固硫灰中一0／s卜O发生重排，无水石膏溶解，

4、石灰石含量增加。马保国[1引，夏艳晴[1等研究了复合改性剂对脱硫灰渣微观结构的影响，得出以Na~S04为主的复合改性剂能够促进脱硫灰渣的火山灰反应和改性部分si02的结论，但没有系统研究不同改性方式对脱硫灰渣改性效果的影响。本文利用几种化学试剂通过单掺、复掺，通过物理粉磨、湿热养护、常温养护等物理化学手段改性脱硫灰渣，并借助SEM来表征改性后脱硫灰渣的微观结构变化。1试验原材料1．1原材料cFBc(循环流化床)脱硫灰渣(含水质量分数为0．09％)，源自中石化茂名分公司动力厂，性质见表1；海螺牌42．5普通硅酸盐水泥，产地广东茂名。表1脱硫灰渣化学成分的

5、质量分数1．2脱硫灰渣配置水泥的性能测试将激发后的脱硫灰渣和水泥熟料配置成水泥，参照GB17671-1999{水泥胶砂强度试验方法》进行水收稿日期：2015—10—30；修回日期：2015—11—24基金项目：茂名市科技计划(0o14359l12427o45)作者简介：温丽瑗(1985一)，女，山西交城人，助教，主要研究方向为固体废弃物回收利用。通讯作者：陈小平(1964一)，男，山西隰县人，博士，研究员，主要研究方向为环保建材。16广东石油化工学院学报2015正泥强度测试；参照GB1346-2001{水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》测试

6、水泥标准稠度用水量和凝结时间。f—CaO采用游离氧化钙自动测定仪测定，参照GB／T176--2008((水泥化学分析方法》。2试验结果与分析2．1改性方式对脱硫灰渣安定性的影响2．1．1水质量分数对脱硫灰渣安定性的影响将水按脱硫灰渣质量的10％、20％、30％添加至灰渣中，在密闭反应器中进行消解。图1为添加不同水量的情况下，消解时间与f—CaO质量分数的关系图。由图1可知，消解的速度随着水质量分数的增加而不断加快，放置1d的消解速度显著提高。水质量分数为30％时，消解1d后f—CaO质量分数降低了55．6％。随着消解时间的延长，f—CaO的质量消解时间

7、，d分数基本趋于稳定。因此，水对f—CaO的消解主要图1水质量分数不同时消解时间与f—CaO质量分数的关系发生在第1天，时间的增加对消解效果影响较小。2．1．2改性剂种类对脱硫灰渣安定性的影响54．8％。此后，f—CaO质量分数下降速度变缓，但当图2不同改·I~-#1种类下消解时间与f—CaO质量分数的关系消解1d到2d时，加入改性剂C的效果好于改性剂B，随后两者差别不明显。在相同消解时间下，加入改性剂B、C的脱硫灰渣中f—CaO含量远低于加入改性剂A的试样，说明加入改性剂B、C能使水与改性剂均匀地分散在脱硫灰渣颗粒中，加速f—CaO的消解，尤其是改性

8、剂C中的有些组分能与由f—CaO生成的Ca(OH)，结合，促使消解加快。2．1．3粉磨细度对脱