煤粉炉联产Q相水泥熟料试验研究

以低硫兖州煤和高硫长广煤为试验煤种,在两段多相反应实验台上开展联产Q相水泥熟料试验,并对试验获得的熟料样品进行XRD、SEM和EDS图谱分析.联产试验结果表明,2种试验煤种均可联产Q相水泥熟料,煤粉炉联产Q相水泥熟料方案适应硫分质量分数不同的煤种;与联产贝利特水泥熟料不同,兖州煤联产Q相水泥熟料矿物主要由2CaO.SiO2、Q相、2CaO.Al2O3、12CaO.7Al2O3和4CaO.Al2O3.Fe2O3组成,熟料矿物组成结构合理,熟料中早强、高强Q相矿物的质量分数为32.1%,弥补了贝利特水泥熟料中早强、高强矿物的缺失;与联产硫铝酸盐水泥熟料相比,长广煤联产Q相水泥熟料矿物主要由2CaO.SiO2、Q相、3CaO.3Al2O3.CaSO4和4CaO.Al2O3.Fe2O3组成,熟料中非活性矿物2CaO.Al2O3.SiO2消失,代之以水化性能良好的Q相矿物,熟料矿物组成结构得到调整和优化.

煤矸石与低品质钙基质制备Q相水泥熟料试验研究

以煤矸石、低品质钙基质、分析纯CaO和MgO为原料,根据设计的配比方案配制生料,在实验室YFX5-16Q-YC高温箱式电阻炉中进行不同温度位Q相水泥熟料的煅烧制备。对试验获得的不同温度条件下煅烧生成的Q相水泥熟料样品进行矿物组成X衍射分析和固硫特性分析。结果表明,煤矸石与低品质钙基质制取Q相水泥熟料,生料在温度为1 320℃时煅烧获得熟料的主要矿物组成为具有较好水化特性的2CaO.SiO2和Q相;煤矸石与分析纯制备Q相水泥熟料固硫率可达72.13%,煤矸石与低品质钙基质制备Q相水泥熟料固硫率可达51.24%。

低硫煤联产Q相水泥熟料的矿物生成反应热力学分析

以兖州低硫煤为试验煤种,在两段多相反应试验台上开展了联产Q相水泥熟料的试验,对联产熟料样品中的矿物组成进行了X射线衍射(XRD)分析,发现联产熟料矿物组成中的主要矿物种类为2CaO.SiO2和Q相.根据状态函数吉布斯自由焓,对兖州煤联产Q相水泥熟料中化学组成可能发生的矿物生成反应进行了热力学计算,并对熟料矿物生成反应的优先顺序进行比较.结果表明:根据熟料化学组成,优先发生的反应是2CaO.Al2O3.SiO2的直接合成反应,其次为2CaO.SiO2的直接合成反应,再次为Q相矿物的间接合成反应;联产熟料矿物组成最终应以2CaO.SiO2和Q相矿物为主体;对联产熟料矿物生成反应热力学分析的结论与兖州煤联产Q相水泥熟料试验的矿物组成结果基本一致.

煤粉炉联产Q相水泥熟料影响因素的试验研究

以高硫长广煤为试验煤种，在两段多相反应实验台上开展了煅烧温度、物料停留时间、物料制备方式、炉内气氛等因素对煤粉炉联产Q相水泥熟料效果影响的试验。结果表明：联产Q相水泥熟料的最佳煅烧温度为炉膛温度范围相一致；在物料停留时间1～7s的范围内，延长物料停留时间有利于Q相熟料烧成反应趋于充分；在一定范围内，混合煤粉颗粒中煤粉与钙基添加剂粒度越小，粒度筛分级差越大，煤粉燃烧过程煤中矿物质与CaO、MgO生成水泥熟料矿物的反应更易于进行。以高硫煤为试验煤种时，炉内的不同气氛对熟料中Q相与3CaO·3Al2。O3·CaSO4的比例产生一定影响．

煤粉炉联产贝利特-Q相水泥熟料及其水化性能试验

选用长广煤为试验煤种,分析纯CaO、MgO为添加剂,在两段多相反应实验台开展联产Q相水泥熟料试验.同时,对熟料样品矿物组成进行XRD、SEM和EDS分析,并对联产获得的Q相水泥熟料样品开展水化强度、膨胀性、安定性、凝结时间和水化性能等测试.结果表明,熟料样品矿物组成主要为2CaO.SiO2、Q相和3CaO.3Al2O.3CaSO4等;Q相水泥熟料样品砂浆试样各龄期抗压强度和抗折强度接近于32.5强度等级普通硅酸盐水泥标准,当Q相水泥熟料中掺加30%的硅酸盐水泥熟料时,其砂浆试样各龄期抗压强度和抗折强度达到32.5强度等级普通硅酸盐水泥标准要求;Q相水泥熟料样品膨胀性、安定性和凝结时间符合国家水泥相关标准;除2CaO.SiO2外,联产Q相水泥熟料水化3d就出现2CaO.Al2O.38H2O、3CaO.Al2O.33CaSO4.32H2O、xCaO.SiO2.yH2O和Al2O.33H2O水化产物,且随着水化龄期的延长,2CaO.Al2O3.8H2O、3CaO.Al2O.3CaSO.412H2O、3CaO.Al2O.36H2O等水化产物逐渐增多,显示出良好的水化性能.