改善高鋁煤灰熔融特性及助熔機理研究.pdf

1、本文選擇內(nèi)蒙準格爾煤田高鋁、高灰熔融溫度的A、B煤樣為研究對象，通過添加化學純助熔劑，降低A、B的灰熔融溫度、改善黏溫特性，分析SiO2、CaO、Fe2O3對灰熔融特性的影響規(guī)律;借助XRD、SEM-EDX、熱力學軟件，研究助熔劑對還原性氣氛下晶體礦物組成轉(zhuǎn)變、熔渣表觀形貌及微區(qū)化學組成、熔渣相平衡組成的影響。總結全文，主要得到以下結論:
　　(1)A、B煤灰成分中Al2O3含量分別為53.20％、42.61％，WSiO2/WAl

2、2O3分別為0.7、1.2，屬高鋁煤;高溫熔渣中主要礦物含有莫來石、剛玉、方石英，對煤灰的熔融起到骨架支撐的作用，導致A、B煤灰熔融溫度大于1600℃。增加SiO2含量可持續(xù)性降低A、B煤灰熔融溫度，因WSiO2/WAl2O3的不同，CaO、Fe2O3對高鋁煤灰熔融溫度的助熔效果存在差異性:隨著CaO、Fe2O3添加量的增加，WSiO2/WAl2O3＜1的A煤，F(xiàn)T先降低后升高，呈“V”字形變化趨勢，助熔作用大小:CaO＞Fe2O3＞S

3、iO2; WSiO2/WAl2O3＞1時，F(xiàn)T持續(xù)性降低，助熔作用大小:Fe2O3＞SiO2＞CaO。A煤灰成分調(diào)節(jié)為A12＃方案時，F(xiàn)T降低到1306℃，B煤灰成分調(diào)節(jié)為B12＃方案時，F(xiàn)T降低到1361℃，同時具有良好的黏溫特性，黏溫區(qū)間大于154℃。
　　(2)添加助熔劑后，煤灰硅鋁比增大，堿性組分CaO、Fe2O3含量增加;原煤灰中耐熔礦物莫來石、剛玉、石英轉(zhuǎn)變?yōu)殁}黃長石、鈣長石、堇青石等低熔點礦物，煤灰在升溫過程中，失去

4、了莫來石、剛玉、石英的骨架支撐作用，同時鈣長石等低溫共熔，熔渣隨著溫度升高，表觀形貌從棱角分明的塊狀顆粒逐漸發(fā)生熔融、表面變得圓潤、光滑，是降低高鋁煤灰熔融溫度的主要原因。EDX能譜分析結果表明，在1400℃的灰渣中仍有Si、Al、Ca、O元素的聚集，說明有鈣長石存在，這和XRD的分析結果一致。
　　(3)熱力學計算結果表明，A、B在1400℃的熔渣中含有50％以上的莫來石。A加助熔劑后，將煤灰中的莫來石轉(zhuǎn)變?yōu)殁}長石、黃長石、堇青

5、石，溫度大于1200℃時，鈣長石、氧化鋁、尖晶石、堇青石等發(fā)生低溫共熔。B加助熔劑后，鈣長石、石英、堇青石、白榴石等在1100℃低溫共熔。熱力學軟件的計算結果和XRD分析結果具有一致性。高熔點的耐熔礦物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏毓踩畚?，是高鋁煤灰熔融溫度降低的主要原因。
　　(4)利用熱力學軟件分析CaO、Fe2O3對A、B煤不同助熔效果的原因，結果表明:A+4％CaO的熔渣中鈣黃長石、鈣長石在1300℃共熔，B+10％CaO的熔渣中鈣長石、鈣黃