含Na矿物的生成机制探究

准东煤储量丰富,但其中高含量的Na制约了准东煤的大规模利用,前人针对准东煤中Na的处理方法进行了大量研究,但大多针对较低温度情况及Na的迁移转化特性,对于高温下霞石等含Na矿物的生成机理和其Na保持率尚不明确。在管式炉700~1400℃研究高岭土等硅铝矿物与Na反应生成含Na矿物的机制。结果表明:高岭土与Na的反应活性高于二氧化硅和氧化铝混合添加剂,生成霞石的温度更低,但无法在高温下稳定存在,Na保持率最高可达81.54%;NaSiAl样在800~1400℃下均能将Na以霞石的形式固定在样品中,Na保持率最高可达69.73%;熵产率发生突跃的温度段反映了系统的结构变化,熵产率一阶导数为零的切点预示反应的平衡点。

准东煤掺烧煤矸石的捕钠机制

新疆准东地区煤炭资源储量丰富、易开采,但准东煤中高含量碱金属Na导致其在燃烧过程中会出现严重的沾污结渣问题,严重限制了准东煤的大规模利用。准东煤开采利用中会产出大量煤矸石,若能将其与准东煤结合利用,不仅能解决部分煤矸石堆积占地和污染的问题,也有助于实现准东煤的清洁高效利用。针对准东高碱煤沾污结渣问题,综合运用TGA-DSC、XRD、XRF等分析手段研究了温度和煤种对Na释放特性的影响以及煤矸石添加剂的捕钠效果。结果表明:准东煤500℃灰化灰Na释放量随温度升高而增加,最大的2个温度区间为500~850℃(红沙泉Na释放量:24.62%,西黑山Na释放量:22.30%)和1200~1400℃(红沙泉Na释放量:20.37%,西黑山Na释放量:49.09%);红沙泉掺混样品在850和1000℃的Na保持率相对原样分别提升22.60%和19.23%,以K(Na,K)_(3)Al_(4)Si_(4)O_(16)和NaAlSi_(3)O_(8)形式将Na固留在灰中;西黑山掺混样品在850和975℃的Na保持率相较原样约提升15%,以NaAlSiO_(4)和Na_(6)(AlSiO_(4))_(6)形式固定Na;1200℃以上,2组样品中的Na均以非定形态物质存在;Na的捕获与释放同时进行,煤矸石添加剂捕获的Na含量随温度升高而下降,但在高温1400℃下,2种准东煤掺混样品的Na含量均为原样的2倍以上,仍具有较好捕钠效果。