鈣基固硫過程中無機(jī)礦物轉(zhuǎn)化及可資源化礦物形成.pdf

1、要改變中國(guó)對(duì)燃中固硫渣綜合利用水平較低的現(xiàn)狀,就必須深入了解無機(jī)礦物質(zhì)問的多相反應(yīng)過程,并能控制固硫過程中灰渣的礦相組成.該文緊扣"資源、能源、環(huán)境"一體化這一思路,借助化學(xué)分析、X衍射分析等測(cè)試方法,進(jìn)行了鈣基固硫過程中無機(jī)礦物的資源化形成與含硫物相的控制機(jī)理研究,這對(duì)于指導(dǎo)燃煤污染問題的高效、全面治理,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.通過固硫制度對(duì)其灰渣產(chǎn)物礦相的影響研究,發(fā)現(xiàn)溫度、Ca/S比、煤種及添加劑的影響很大.低溫下固硫過程是以固硫反應(yīng)

2、為主要反應(yīng),高溫下則以固相反應(yīng)和部分礦物的分解反應(yīng)為主要反應(yīng),因而升高溫度或增加Ca/S比,在850℃~1050℃內(nèi)利于CaSO<,4>的形成,此后則主要促進(jìn)C<,4>AF、C<,2>AS、β-C<,2>S等礦物形成與進(jìn)一步轉(zhuǎn)化.煤種的影響取決于煤中硫含量及煤灰中其它無機(jī)成分的含量,煤中硫含量越高,越利于CaSO<,4>的形成.以Al<,2>O<,3>為添加劑,會(huì)形成較多的鋁酸鹽,有效降低體系中f-CaO的含量,促進(jìn)C<,4>A<,3>

3、S<'->形成,但鋁酸鹽僅在高鈣硫比下才能全部轉(zhuǎn)化為C<,4>A<,3>S<'->.對(duì)固硫過程中無機(jī)礦物轉(zhuǎn)化行為的研究結(jié)果則表明,Ca/S≥6或同時(shí)以鋁硫比為3.82摻入Al<,2>O<,3>,都有利于形成高溫含硫物相C<,4>A<,3>S<'->,有效延緩高溫下S的釋放,并促使灰渣中形成較多的硅酸鹽礦相,有助于資源化無機(jī)礦物的形成.得到的較優(yōu)固硫制度為:1050~1150℃、Ca/S=2~3、有一定Al<,2>O<,3>摻入或1200

4、~1350℃、Ca/S=8;此時(shí)不僅固硫率高于38％,其灰渣產(chǎn)物的礦相還能以C<,4>A<,3>S<'->、鋁酸鹽或硅酸鹽礦相為主.固硫率的高低,關(guān)鍵取決于固硫產(chǎn)物的礦相存在形式及含硫物相的含量大小.Ca/S≤5時(shí),固硫產(chǎn)物多為CaSO<,4>,但其高溫穩(wěn)定性差,因而固硫率在高溫時(shí)往往很低.對(duì)幾種含硫物相的研究結(jié)果表明,C<,4>A<,3>S<'->是最為理想的固硫產(chǎn)物,不僅易于形成控制,還利于固硫灰渣的再利用.在固硫過程中,C<,4>