粉煤灰的礦物組成-閱讀頁
2025-07-10 06:00本頁面
【正文】 以相關(guān)礦物相出現(xiàn)的順序可概括如下: (1) SiO2 對(duì)于高鈣粉煤灰,其出現(xiàn)的順序?yàn)椋翰Ａw石英硅酸鹽(默硅鎂鈣石黃長石Ｃ2Ｓ莫來石方鈉石)。而對(duì)于低鈣粉煤灰的順序?yàn)?玻璃體石英莫來石。(2)Al2O3 對(duì)于高鈣粉煤灰其順序?yàn)椋翰Ａw鋁酸三鈣莫來石黃長石方鈉石尖晶石鐵酸鹽。Ａｌ2Ｏ3以相關(guān)礦物相出現(xiàn)的順序在很大程度上還受Al2O3與CaO相對(duì)含量的影響:如果Al2O3稍低于CaO的含量時(shí),則可能順序?yàn)椴Ａw莫來石鋁酸三鈣尖晶石鐵酸鹽黃長石；如果Al2O3比CaO含量低很多時(shí)，通常不以莫來石礦物相出現(xiàn)，甚至以黃長石礦物相出現(xiàn)的可能性也比較小，其順序?yàn)椴Ａw鋁酸三鈣尖晶石鐵酸鹽黃長石。Fe2O3主要以尖晶石出現(xiàn)在粉煤灰中，高鈣粉煤灰中除以玻璃體、赤鐵礦出現(xiàn)外，還有可能以黃長石礦物相出現(xiàn)。(4) CaO 對(duì)于高鈣粉煤灰,CaO以各種礦物相出現(xiàn)的順序?yàn)椴Ａw石灰硫酸鈣Ｃ3Ａ默硅鎂鈣石黃長石Ｃ2Ｓ。(5)MgO 粉煤灰中的MgO首先以方鎂石形式出現(xiàn)，然后還會(huì)在玻璃體中出現(xiàn)，當(dāng)MgO含量比較高時(shí)，還會(huì)在默硅鎂鈣石和黃長石礦物相出現(xiàn),因此其出現(xiàn)的順序?yàn)椋悍芥V石玻璃體默硅鎂鈣石黃長石。(7)SO3 通常以硫酸鈣、硫酸鈉和方鈉石礦物相形式出現(xiàn)。很顯然,對(duì)于低鈣粉煤灰,在其氧化硅、氧化鋁的含量比較高的情況下,玻璃體的含量必然比較高,這種粉煤灰具有比較高的火山灰活性。本文介紹采用一些常用手段與方法對(duì)粉煤灰玻璃體的研究結(jié)果。2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:Ａ 文章編號(hào):10058249(2001)04002405收稿日期:2001 05 31作者簡介:錢覺時(shí),男,教授,博士生導(dǎo)師 粉煤灰是一種較典型的硅鋁質(zhì)火山灰材料,其中的玻璃體是由于煤粉高溫燃燒后迅速淬滅和Ｓｉ Ｏ網(wǎng)架的陽離子改性及同晶形替換而引起的結(jié)構(gòu)無序[1]。圖1為晶體和玻璃體氧化硅相應(yīng)的ＸＲＤ圖譜。圖1 晶態(tài)和玻璃態(tài)硅酸鹽ＸＲＤ圖譜粉煤灰玻璃體的結(jié)構(gòu)無序除對(duì)Ｘ射線衍射有影響外,還可根據(jù)不同位置配位數(shù)的改變可能對(duì)γ射線光譜或核磁共振圖譜的影響來推斷分子尺度上結(jié)構(gòu)對(duì)稱性的改變。這些方法可用來測(cè)定粉煤灰中玻璃體含量、玻璃體組成和玻璃體結(jié)構(gòu)。從微觀上研究粉煤灰玻璃體,有助于認(rèn)識(shí)粉煤灰性質(zhì)。1 顯微鏡用掃描電子顯微鏡(ＳＥＭ)觀察粉煤灰結(jié)構(gòu),可提供微米尺度上粉煤灰的形貌特征,但Ｈｅｍｍｉｎｇｓ等[3]認(rèn)為ＳＥＭ不僅不能用于研究玻璃體的結(jié)構(gòu),甚至區(qū)分玻璃體和晶體都比較困難。Ｒｏｏｄｅ等[4]采用ＳＥＭＥＤＸ技術(shù)研究了一組粉煤灰顆粒,結(jié)果顯示不同粉煤灰顆粒之間化學(xué)成分變化很大,ＳｉＯ2從16%變化到87%,%和21%之間變化,ＣａＯ在0到53%之間變化,Ｆｅ2Ｏ3甚至從0到77%之間變化。當(dāng)然這種情況下粉煤灰顆粒尺寸應(yīng)相對(duì)大一些,而且形狀上最好呈現(xiàn)不規(guī)則狀,因?yàn)檫@些粉煤灰顆?？赡苁怯梢恍┬〉乃槠廴谠谝黄?其不均勻性更為明顯。如采用更高分辨率的透射電子顯微鏡(ＴＥＭ),則可從納米尺度上觀察玻璃體。但不管怎樣仍只能觀察到微米尺度上的非均勻性,也就是說ＴＥＭ手段研究粉煤灰玻璃體仍受到一定限制。2?。厣渚€衍射(ＸＲＤ)Ｘ射線衍射結(jié)果可以反映不同尺度上粉煤灰的結(jié)構(gòu)特征,特別是一些實(shí)用的Ｘ射線衍射分析方法的應(yīng)用,如定量Ｘ射線衍射(ＱＸＲＤ)、非晶體散射Ｘ射線衍射(ＮＣＸＲＤ)、變強(qiáng)度Ｘ射線衍射(ＤＩＸＲＤ)和形貌圖譜Ｘ射線衍射(ＡＨＸＲＤ)方法,已被用來確定粉煤灰和礦渣中玻璃體的含量和組成。首先,大多數(shù)粉煤灰都有石英、莫來石、尖晶石和赤鐵礦,這是粉煤灰的主要晶相,通常占粉煤灰總量的5～50%。莫來石通常在瀝青煤和亞瀝青煤中發(fā)現(xiàn),而在褐煤煤灰中則很少發(fā)現(xiàn)。其次,所有粉煤灰的ＸＲＤ圖譜在22～35176。特征衍射峰的強(qiáng)度及2θｍａｘ位置是變化的,低級(jí)別的粉煤灰特征衍射峰位置的2θｍａｘ更高,并且形狀上表現(xiàn)出明顯不對(duì)稱。其他研究者也對(duì)大量粉煤灰的2θｍａｘ與ＣａＯ含量的關(guān)系進(jìn)行了研究,雖然研究結(jié)果證實(shí)2θｍａｘ與ＣａＯ含量之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,但是否存在類似Ｄｉａｍｏｎｄ那樣好的線性關(guān)系難以令人相信(見圖3(ｂ)),并且對(duì)高ＣａＯ含量時(shí)就存在Ｃ12Ａ7的解釋也表示懷疑(Ｒｏｏｄｅ等[5]、Ｍｅｈｔａ[8]),而玻璃體中其它改性劑(如Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ等)存在的因素必須考慮到,盡管對(duì)玻璃體的影響沒有ＣａＯ大。他們采用的硅酸鈉玻璃中氧化鈉含量從0變化到50%(見 粉煤灰綜合利用ＦＬＹＡＳＨＣＯＭＰＲＥＨＥＮＳＩＶＥＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮ 2001 10 / 10
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