mgo在水泥熟料煅烧中的作用

mgo在水泥熟料煅烧中的作用

0对mgo的关注水泥生产的主要原料是石材。国内外的石灰矿通常有其他伴随矿，其中白云石最为常见，其主要成分是cod。近年来随着石灰石资源的劣化和枯竭以及水利水电工程对MgO膨胀剂的认识与使用,国内又重新关注了MgO存在的利弊。同时国外有关新型含镁水泥的开发也启发水泥工业重新审视MgO,甚至利用MgO作为吸收CO少量MgO的存在并非有害,只有超过一定量的MgO才会出现游离MgO,同时方镁石形成的数量受到周围环境的影响。而最近的试验结果表明MgO固溶量随着氧化镁含量的增加而增加,尽管两者并不按比例同步增加1mgo对燃烧过程中液体转化的影响1.1o的加入对熟料煅烧温度的影响熟料煅烧产生液相的温度被称为烧结,也就是说达到最低共熔点。根据相律,组份数增加,最低共融点温度降低,因此MgO的加入降低了原有熟料煅烧温度,随着MgO含量的增加,液相量增加。根据熟料煅烧过程中各组份对液相量的贡献,国内外研究了液相量的计算公式。尤其是近年来的计算公式中MgO的系数得以提高,表明MgO对液相量有较大的贡献,其降低液相出现温度的程度,仅次于化学成分Fe通过固相反应直接形成大量阿利特是非常困难的,只有CaO与[SiO1.2液相粘度的降低液相粘度是除去液相量以外另一个影响质子扩散速度的重要因素。Mg的最外层电子数为2,液相的粘度与元素外层电子的负电性有关,液相粘度按它们碱性降低的次序(K→Na→Ca→Mg)逐渐降低,MgO仅对液相粘度有适当的下降。Ocoknh试验结果表明液相粘度直接影响质子扩散速度,Stocks-Einstein方程直接揭示了液相粘度与扩散系数的关系,液相粘度越大,质子扩散时与溶剂离子的碰撞几率越大,质子的扩散速度越慢,MgO是弱碱性,液相中的两性元素Al离解为Me1.3mgo对熟料表面张力的影响液相表面张力是液相的重要性质,与熟料结粒有着直接的关系。液相的表面张力越小越能浸润熟料颗粒表面或者固相物质,有利于固相反应与固液反应,促进阿利特的形成。液相表面张力增大,则熟料容易结粒,如图1所示,熟料颗粒的大小与液相表面张力呈良好的线性关系从化学反应的角度看,MgO的加入降低熟料烧成温度和促进各种矿物的形成,这源于熟料反应过程中活化能的降低,王春芳等熟料煅烧过程液相表面张力大小除受到温度和压力的影响外,最主要的因素是液相自身组分性能,也就说也向内部分子之间的相互作用,尤其是各种化学键。化学键作用力越强,表面张力越大,通常元素形成离子键的表面张力大于元素形成共价键的表面张力。Mg作为一种金属元素可以形成较强的离子键,从而提升液相表面张力。从这个观点看MgO的存在对固相物质的浸润是不利的,因此MgO对液相的作用存在积极的一面也存在不利的一面。2mgo对钠矿床形成的影响2.1mgo对熟料组分的影响MgO可以降低熟料烧成温度,从而促进熟料煅烧的液固反应,这被多数的实验所证实,但对于单个矿物而言,又有所差异。国内外有关MgO对A矿的掺杂作用的试验较多,并且比较详细,但是结果往往不能统一甚至相互矛盾。F·LocherI·AkınAltun路红将等有关MgO对B矿的研究相对较少,且没有详细记录固溶量,可能的原因是B矿在普通硅酸盐水泥熟料中含量较少。Zhang等李好新等MgO对CMgO对C矿的影响就明显超过了C式中Si∶Ti=3∶1,这些铁相的组成范围通常是Ca总体而言,MgO对于熟料四种主要矿物中的阿利特是促进其数量增加的,而对于B矿由于它是中间矿物,即使MgO能够提升其数量但是由于其不断向A矿转化,贝利特不能长期留存,如果实验时不能实时监控其数量是很难发现其峰值的,并且需要与没有掺加MgO的熟料作对比,才能发现其贡献,显然高温液相的实验研究证明这一点是困难的。两种熔剂矿物的固溶量将随着MgO掺量的增加而增加,并且其数量也会有所增加。2.2矿物晶型MgO的固溶对于存在多种晶型的熟料矿物而言,可以保留在较高温度的晶型,但对每种矿物也有所区别。LiXuerun等当使用SOMgO对A矿保留高温形态有利,但不同的试验结论有所不同,对于C3mgo是生物渣的一种形式3.1熟料矿物固溶量的影响少量的MgO以固溶形式存在于熟料矿物晶格内。N·K·Katyal等根据从上表分析,影响MgO固溶量的因素主要与熟料矿物有关,不同的熟料矿物固溶量不同。陈湘湘其它杂质离子对MgO的固溶量也有影响,尤其是FMgO在熟料中的固溶量根据实验条件的不同而存在差异,不过不能否认的是MgO的固溶改变了矿物形貌与反应活性。而生产的煅烧温度和冷却条件是最重要的外部因素,矿物晶格间距与置换离子决定了Mg3.2更微观的层次国内外的研究发现MgO以两种形式存在:一种是以固溶态存在于熟料C在总MgO含量一定的条件下,MgO分布受到熟料煅烧温度和冷却条件的影响。张景明等从更微观的层次看方镁石,如果其能够均匀分布在液相内,即使将来的膨胀产生的应力也是均匀的,相反如果方镁石以矿巢形式集中分布,那么膨胀的应力集中,所产生的危害也更严重。研究显示掺加萤石矿化剂的熟料,MgO在中间相的分布更加均匀,也即液相中掺加萤石矿化剂后,高温液相粘度降低,离子迁移加快,液相在熟料中分布更加均匀,而熟料中的方镁石是在熔融状态下从液相中结晶析出的,故其分布也更加均匀3.3其它离子对熟料矿物固融作用的影响方镁石形成的唯一条件就是MgO含量的过饱和析晶。高温液相中的MgO,存在着方镁石溶解—析晶的平衡过程,高温液相中溶质离子动能增加,促进了方镁石晶体的发育。影响方镁石含量的因素首先与MgO含量有关,熟料中MgO含量越高,方镁石含量越高冷却条件也对方镁石晶体的尺寸有影响。魏丽颖等嵇鹰等在掺杂有其它离子的情况下,例如立窑使用的矿化剂萤石等,方镁石的形成受到了其它离子的影响。邬燕蓉等其它金属离子的存在可以优先占用熟料矿物的固溶位置,从而增加方镁石含量;专利显示利用钒钛矿渣中锰、钒、钛等金属元素代替镁进行矿物固熔,降低熟料液中固融MgO相对含量,从而提高高镁中热水泥熟料中游离态MgO的含量总之,少量的MgO得以固溶于熟料矿物,而方镁石是MgO饱和析晶的结果,除自身因素外,周围环境对其析晶能力和晶粒大小都有直接影响。对于采用高镁石灰石原料生产熟料,降低方镁石出现机率的合适措施就是提高熟料的冷却速率。4smo与mgo反应产物的影响通过全面回顾MgO自发现其危害性以来的研究历程,以及对水泥熟料各个方面的影响,大量的试验数据支撑了以下结论:(1)MgO对熟料烧成是有利的,表现在煅烧温度的降低,液相量的增加,熟料阿利特矿物形成活化能的降低等。(2)MgO作为硅酸盐水泥熟料中的杂质离子,对熟料矿物的晶格结构与晶型产生影响,可以稳定矿物在较高的非热力学稳定状态,但是也改变了熟料的水化反应与水化产物,宏观上表现为熟料强度的降低。(3)MgO可以提高阿利特的形成数量,对C(4)方镁石的形