高溫液相對(duì)水泥熟料形成動(dòng)力學(xué)的影響.pdf

1、水泥熟料燒成是一個(gè)多物相非平衡的復(fù)雜反應(yīng)體系,通過研究反應(yīng)過程的變化速率和變化的機(jī)理等動(dòng)力學(xué)內(nèi)容來(lái)降低反應(yīng)過程的阻力一直是熟料燒成研究的重點(diǎn)。熟料的形成反應(yīng)速率以及熟料的質(zhì)量等與高溫液相產(chǎn)生的溫度、液相量及其性質(zhì)密切相關(guān)。因此,研究高溫液相對(duì)熟料形成動(dòng)力學(xué)的作用規(guī)律,對(duì)于促進(jìn)熟料燒成、提高熟料的產(chǎn)質(zhì)量具有重要的意義。但是,目前對(duì)于實(shí)際熟料煅燒過程中產(chǎn)生的液相量及其性質(zhì),尚無(wú)法直接準(zhǔn)確測(cè)定。本文采用將液相組分預(yù)燒熔融后與其他組分配制生料再

2、煅燒熟料的方法,研究高溫液相對(duì)熟料形成動(dòng)力學(xué)的影響。通過測(cè)定熟料的燒失量和游離氧化鈣,結(jié)合相關(guān)動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算熟料形成反應(yīng)率G、形成反應(yīng)速率常數(shù)K和表觀活化能Ea等,輔以XRD、SEM、燒結(jié)點(diǎn)測(cè)試等手段進(jìn)行分析。主要研究?jī)?nèi)容、試驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論如下:
　　 1.研究了液相量對(duì)熟料形成動(dòng)力學(xué)的影響
　　 固定熟料體系中液相理論總量,改變預(yù)燒液相量/液相理論總量的比例,研究表明,常規(guī)煅燒的熟料與液相組分全部預(yù)燒的熟料的Ea分別為3

3、43.609kJ/mol、226.365kJ/mol,且前者的燒結(jié)起始溫度高于后者約80℃,說明在熟料煅燒過程中液相實(shí)際產(chǎn)生量遠(yuǎn)低于其理論計(jì)算量;隨著熟料體系中液相量的增加,K逐漸增大,Ea逐漸降低。
　　 不考慮熟料體系中液相的理論總量變化,利用部分預(yù)燒熔融的液相組分制備生料后煅燒熟料,得到結(jié)論:在1400℃、1425℃、1450℃時(shí),實(shí)際產(chǎn)生的液相量分別約為液相理論總量的38％,46％,51％;隨著液相量增加至100％,G逐

4、漸增大,K先增大后降低,煅燒溫度為1400℃和1425℃時(shí)在液相量70％處取得極值,煅燒溫度為1450℃時(shí)在液相量60％處取得極值,Ea先降低后增大,在液相量80％處取得極值。
　　 2.通過測(cè)試液相組分的燒結(jié)點(diǎn),得到結(jié)果:不含微量組分的純液的流動(dòng)溫度Tf遠(yuǎn)高于1330℃,Mg0含量為0.8wt.％的液相的Tf為1325℃,MgO含量為1.0wt.％的液相的Tf為1320℃,MgO能夠降低液相的形成溫度。
　　 3.研究

5、了含有鎂液相對(duì)熟料形成動(dòng)力學(xué)的影響
　　 固定液相總量不變,改變液相中鎂含量,結(jié)果顯示:隨著液相中鎂含量增加至1.0wt.％,熟料的G和K逐漸增大,Ea降低,液相中鎂含量高于1.0wt.％后,熟料的G和K逐漸降低,Ea增大。固定液相中的鎂含量,改變熟料體系中含鎂液相量,結(jié)果顯示:當(dāng)液相中鎂含量低于1.0wt.％時(shí),隨著含鎂液相量的增加,熟料的G和K逐漸增大,Ea逐漸降低;當(dāng)液相中鎂含量高于1.0wt.％時(shí),隨著含鎂液相量增加至7

6、5％,熟料的G和K逐漸增大,Ea逐漸降低,含鎂液相量大于75％后,熟料的G和K逐漸降低,Ea增大。
　　 4.研究了含有SiO2的液相對(duì)熟料形成動(dòng)力學(xué)的影響
　　 固定液相總量不變,隨著液相中硅含量增加至6wt.％,熟料的G和K逐漸增大,Ea降低,液相中硅含量大于6wt.％后,熟料的G和K逐漸降低,Ea增大。固定液相中硅含量,當(dāng)液相中硅含量低于6wt.％時(shí),隨著含硅液相量的增加,熟料的G和K逐漸增大,Ea逐漸降低;當(dāng)液相

7、中硅含量高于6wt.％時(shí),隨著含硅液相量增加至75％,熟料的G和K逐漸增大,Ea逐漸降低,含硅液相量大于75％后,熟料的G和K逐漸降低,Ea增大。
　　 5.利用Mg0、CaF2對(duì)熟料形成的影響作為本試驗(yàn)的基礎(chǔ)研究,得出結(jié)論:在生料中,MgO含量由0.0wt.％增加至2.5wt.％時(shí),K先增大后降低,Ea降低后增大,在2.0wt.％處取得極值;CaF2含量由0.0wt.％增加至2.5wt.％,其對(duì)熟料K和Ea的影響趨勢(shì)與MgO相