鈉輝石巖熱分解特性及鈉輝石的固相合成研究.pdf

1、在燒結(jié)升溫過程中，白云鄂博鐵礦中的復(fù)合硅酸鹽和硅鋁酸鹽脈石的物理化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，對(duì)復(fù)合鐵酸鈣生成的固相反應(yīng)機(jī)理影響較大，因此實(shí)驗(yàn)選取白云鄂博鐵礦中典型的硅酸鹽脈石——鈉輝石巖為研究對(duì)象，采用熱分析方法確定鈉輝石巖的吸熱峰及質(zhì)量變化，并在峰值溫度對(duì)試樣進(jìn)行焙燒，然后采用X射線衍射法確定室溫下的主要成分及各峰值溫度下的焙燒產(chǎn)物，由此探明了在燒結(jié)升溫過程中鈉輝石巖的熱分解、軟化和熔化溫度及相應(yīng)的產(chǎn)物等物理化學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律，為特殊礦燒結(jié)復(fù)

2、合鐵酸鈣的生成機(jī)理研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)表明：天然鈉輝石巖在室溫的主要化學(xué)成分是鈉輝石NaFeSi2O6，除此之外，還含有一定量的BaSO4等雜質(zhì)；555℃焙燒后主要成分仍為NaFeSi2O6；993℃焙燒時(shí)CaF2是由鈉輝石巖中的復(fù)雜含氟化合物分解形成的，鈉輝石NaFeSi2O6與CaF2發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，釋放出NaF氣體；其熔化溫度為1194℃-1300℃。
　　由于天然鈉輝石巖（主要成分為鈉輝石）成分比較復(fù)雜，將其直接用于白云

3、鄂博鐵礦燒結(jié)過程中復(fù)合鐵酸鈣生成機(jī)理的研究，將使問題變得更加復(fù)雜。因此，在實(shí)驗(yàn)室條件下，以Na2CO3、NaOH、Fe2O3、Fe(OH)3、SiO2和H2SiO3純化學(xué)試劑為原料，進(jìn)行鈉輝石NaFeSi2O6的固相合成實(shí)驗(yàn)，以期獲得純的鈉輝石，為研究白云鄂博礦燒結(jié)過程中復(fù)合鐵酸鈣的生成機(jī)理提供純（或較純）的實(shí)驗(yàn)原料鈉輝石。鈉輝石的固相合成研究采用熱分析（TG-DSC/DTA）與X射線衍射（XRD）相結(jié)合的方法，研究了Na2O·Fe2O

4、3-SiO2體系、Na2CO3-Fe2O3-SiO2體系、Na2CO3-Fe(OH)3-H2SiO3體系、Na2CO3-Fe2O3-H2SiO3體系和NaOH-Fe(OH)3-H2SiO3體系在燒結(jié)升溫過程中可能發(fā)生的固相反應(yīng)，確定了合成鈉輝石NaFeSi2O6的體系和溫度以及影響鈉輝石合成的因素。研究表明：Na2CO3-Fe2O3-SiO2體系、Na2CO3-Fe(OH)3-H2SiO3體系和Na2CO3-Fe2O3-H2SiO3體系

5、都可以合成鈉輝石NaFeSi2O6，Na2O·Fe2O3-SiO2體系由于置換反應(yīng)的存在，無法大量合成鈉輝石NaFeSi2O6，而NaOH-Fe(OH)3-H2SiO3體系無法合成鈉輝石NaFeSi2O6；最佳的固相合成體系為Na2CO3-Fe(OH)3-H2SiO3體系，最佳的合成溫度應(yīng)控制住900℃左右；影響鈉輝石合成的主要因素是溫度，適當(dāng)提高焙燒溫度有利于鈉輝石NaFeSi2O6的合成，溫度太高鈉輝石將發(fā)生熔融和分解；延長(zhǎng)保溫時(shí)間