稀土對(duì)水泥熟料燒成的礦化作用及其尾礦應(yīng)用研究.pdf

1、本項(xiàng)目針對(duì)江西特有的稀土資源，選用南方稀土礦中豐度較大的Ce、Y、La、Nd等四種稀土氧化物作為研究對(duì)象，探討它們對(duì)水泥熟料燒成的礦化作用，并以贛南較典型的稀土選礦尾礦作原料代替粘土配料制備水泥生料，研究其對(duì)水泥熟料礦物形成和熟料性能的影響。 通過(guò)化學(xué)分析、差熱分析、ICP-AES分析及X-射線衍射、晶相顯微鏡、掃描電鏡等現(xiàn)代分析手段，系統(tǒng)地研究了原料的特征，稀土氧化物和稀土尾礦對(duì)水泥生料中碳酸鹽分解、生料易燒性、熟料礦物形態(tài)及

2、組成以及水泥力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明，稀土氧化物對(duì)碳酸鹽的分解影響不大，對(duì)生料的易燒性有改善作用；稀土氧化物能促進(jìn)熟料中A礦的形成和礦物的發(fā)育，有利于熟料中礦物結(jié)晶尺寸和分布均勻，但部分稀土在摻量過(guò)量時(shí)可能造成礦物的熔蝕，影響礦物的水化活性；在煅燒良好的條件下，稀土氧化物和尾礦對(duì)熟料強(qiáng)度有增進(jìn)作用，對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間影響較小。摻加尾礦的試樣由于含砂量較高，生料的易燒性低于粘土配料的生料，通過(guò)增加原料的粉磨細(xì)度可使易燒性得到進(jìn)一步改善；利

3、用稀土尾礦代替粘土配料能燒制性能優(yōu)良的硅酸鹽水泥熟料。 利用SEM-EDS分析了稀土氧化物在熟料中的分布并結(jié)合熟料的巖相分析初步探討了稀土對(duì)水泥熟料燒成的礦化機(jī)理。結(jié)果表明，稀土元素La和Y在熟料煅燒過(guò)程中更多地分布在硅酸鹽相中形成固溶體；稀土離子的摻雜作用，導(dǎo)致擴(kuò)散介質(zhì)中應(yīng)力場(chǎng)的畸變，降低了質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散活化能，從而對(duì)固相反應(yīng)中的質(zhì)點(diǎn)擴(kuò)散起促進(jìn)作用。這一作用使固相反應(yīng)速度加快，A礦固溶體數(shù)量增多，進(jìn)而改善水泥熟料的性能。