鈉鹽的高溫?fù)]發(fā)及其與水泥生料礦物的固相反應(yīng)行為研究.pdf

1、在新型干法水泥生產(chǎn)過程中，堿金屬、硫、氯等易揮發(fā)性組分在水泥窯爐內(nèi)的循環(huán)富集導(dǎo)致窯尾及預(yù)分解系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的結(jié)皮堵塞現(xiàn)象，燃料和原料的低質(zhì)化將會使這一問題加劇。弄清回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熱工制度條件下易揮發(fā)組分與水泥礦物之間的多相反應(yīng)機理是揭示結(jié)皮過程的關(guān)鍵。本文以模型純礦物試劑為研究對象，基于多相熱力學(xué)平衡計算考察了不同溫度、氣氛下三種鈉鹽NaCl、Na2SO4和Na2CO3的揮發(fā)遷移特性，以及生料礦物組分CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3對鈉

2、遷移過程的影響，結(jié)合高溫煅燒試驗和XRD、TG-DSC和SEM-EDS等測試手段研究鈉鹽和礦物質(zhì)的多相反應(yīng)行為，結(jié)果表明：
　?。?）對比三種鈉鹽的揮發(fā)特性發(fā)現(xiàn)，NaCl的初始揮發(fā)溫度最低，主要以NaCl(g)的形式揮發(fā)；Na2SO4的初始揮發(fā)溫度最高，在高溫下以Na2SO4(g)的形式揮發(fā)，同時分解為Na(g)和NaO(g)。Na2CO3的初始揮發(fā)溫度居中，主要以Na(g)的形式揮發(fā)。在空氣氣氛下，SiO2與 Na2SO4和 N

3、a2CO3反應(yīng)生成(Na2O)(SiO2)2，通過化學(xué)反應(yīng)阻礙Na2SO4和Na2CO3的揮發(fā)，但會擴大液相鈉存在的溫度區(qū)間；兩性氧化物Al2O3易與三種鈉鹽發(fā)生反應(yīng)形成穩(wěn)定的高溫化合物NaAl11O17，從而抑制鈉的揮發(fā)；Fe2O3只與Na2CO3反應(yīng)生成較穩(wěn)定的NaFeO2，很難與另兩種鈉鹽反應(yīng)；CaO通過物理粘結(jié)作用來抑制三種鈉鹽中鈉的揮發(fā)。
　?。?）在煙氣氣氛下，不管添加何種礦物，隨著SO2含量增加，NaCl的揮發(fā)率都會

4、降低；對于Na2SO4和Na2CO3，當(dāng)添加SiO2后，鈉的揮發(fā)率不受SO2含量變化的影響；隨著SO2含量增加，三種鈉鹽中的液態(tài)鈉所占的比例逐漸增大，且液相區(qū)向高溫區(qū)擴大。
　?。?）在普通硅酸鹽水泥熟料燒成過程中，NaCl最容易揮發(fā)，其次為 Na2SO4、Na2CO3，三種鈉鹽都對應(yīng)一個急速揮發(fā)的溫度區(qū)間。隨著鈉鹽含量增加，急劇揮發(fā)溫度區(qū)間向高溫區(qū)延伸，鈉的液相區(qū)向高溫區(qū)轉(zhuǎn)移。在高溫下，NaCl會與SiO2反應(yīng)生成Na4SiO4