還原性氣氛下鈣鎂對煤灰熔融性耦合作用機理研究.pdf

1、本文選取硅鋁比不同的三種高灰熔融溫度煤，添加CaO、MgO及其復配助熔劑，探究鈣鎂復配助熔劑對不同硅鋁比煤耦合作用降低煤灰熔融溫度的規(guī)律，利用TG-DTA分析添加鈣鎂復配助熔劑后煤灰的熔融過程，同時還利用XRD、SEM-EDX和熱力學軟件對煤灰進行晶體礦物組成測定、煤灰渣表觀形貌和微區(qū)化學組成測定、高溫相平衡組成計算，探究鈣鎂耦合的礦物表現(xiàn)形式及對煤灰熔融性的耦合作用機理。得出主要結論如下:
　　(1)鈣鎂復配助熔劑對不同硅鋁比煤

2、灰熔融溫度的降低作用均優(yōu)于單助熔劑CaO和MgO。添加鈣鎂復配助熔劑，隨CaO復配比例增加，LBH和DML煤灰熔融溫度逐漸降低;PC煤灰熔融溫度先下降后上升，表現(xiàn)出耦合作用，在助熔劑添加量為6％，CaO∶MgO為5∶5時，煤灰流動溫度降至最低1297℃，助熔劑添加量不同，耦合作用表現(xiàn)顯著的鈣鎂復配比例也不同。
　　(2) Ca2+和Mg2+共同作用破壞煤中原有的Si-O共價鍵，與非橋鍵氧離子O-形成O--Ca2+-O-、O--Mg

3、2+-O-離子鍵，把斷裂的SiO2鏈連接在一起，促進鏈狀、組群狀、島狀的鈣質(zhì)和鎂質(zhì)硅鋁酸鹽礦物生成。鈣長石、硅灰石、鎂橄欖石、鎂堇青石、頑火輝石、透輝石之間發(fā)生相互作用，使添加鈣鎂復配助熔劑后的煤灰渣在高溫下主要以非晶熔體形式（液相渣）存在，XRD譜圖呈現(xiàn)“饅頭峰”，煤灰熔融溫度顯著降低。
　　(3)在低硅鋁比LBH煤和中硅鋁比PC煤灰渣礦物轉(zhuǎn)化行為中，鈣鎂耦合作用表現(xiàn)形式均為:①鎂堇青石、鈣長石和鎂橄欖石間礦物共融;②鈣長石和鎂

4、橄欖石間礦物共融。但是鈣鎂復配助熔劑在降低LBH煤灰熔融溫度方面沒有表現(xiàn)出耦合作用的原因是煤灰中Al2O3含量高導致在灰渣中生成大量的鎂尖晶石，煤灰熔融溫度受鎂尖晶石含量的控制，且整體偏高。鈣長石與鎂橄欖石間的相互作用是鈣鎂耦合在低、中硅鋁比煤灰礦物轉(zhuǎn)化方面的主要表現(xiàn)形式，且在PC煤中鈣長石與鎂橄欖石發(fā)生低溫共融的最佳比例為3.16。
　　(4)在高硅鋁比DML煤灰渣礦物轉(zhuǎn)化行為中，鈣鎂耦合作用表現(xiàn)形式為:①透輝石;②透輝石、鈣長