钾盐的高温挥发及其与矿物质的固相反应机理研究

发布时间：2018-04-14 08:52

  本文选题：碱金属 + 热力学平衡　； 参考：《华中科技大学》2014年硕士论文

【摘要】：易挥发有害组分（硫/氯/碱金属）在窑炉内的循环富集是新型干法水泥生产过程中特有的现象，由此产生的窑尾及预分解系统结皮堵塞问题却难以解决，特别是燃料和原料低质化的现实必然使之加剧。本文采用热力学平衡计算与离线XRD分析、在线热重测试相结合的手段，考察钾盐挥发的影响因素以及矿物质的加入对钾迁徙特性的影响，以期解释KCl、K2SO4、K2CO3的高温挥发过程，同时获得不同水泥矿物组分CaCO3、SiO2、Al2O3和Fe2O3与钾盐的固相反应机理。通过上述研究方法，得出以下结论： KCl挥发温度在三种钾盐中最低，800℃后开始挥发，1000℃前全部挥发，Cl元素促进钾的挥发； K2SO4挥发温度最高，1100℃融化后先以整体挥发为主，随着温度进一步升高，K2SO4(g)分解为K、KO、O2和CO2，，K(g)含量逐渐超过K2SO4；K2CO3挥发温度居中，900℃融化后开始挥发，同时分解为K、KO和CO2，不会出现残留的K2O。 矿物质的加入能延迟KCl的挥发过程，除Al2O3以外其余矿物质难以与KCl发生反应；K2SO4在本文实验条件下并不活跃，即使加热到1400℃也难以分解或与矿物质发生反应，仅有Al2O3能与部分K2SO4反应；K2CO3的反应能力最强，其中的钾也最容易被固定下来。不仅能与Al2O3和Fe2O3反应生成稳定的高熔点产物KAlO2和KFeO2，还能分解出K2O与SiO2发生共融，在低温段与CaCO3反应生成复杂的化合物K2Ca(CO3)2。从矿物质角度分析，Al2O3对钾盐的固定效果最好，SiO2则易于K2O发生共融。
[Abstract]:The circulating enrichment of harmful volatile components (sulfur / chlorine / alkali metal) in kiln is a special phenomenon in the process of producing new type dry cement. However, the problem of crust blockage in kiln tail and pre-decomposition system is difficult to solve.In particular, the reality of low-quality fuel and raw materials is bound to aggravate it.In this paper, thermodynamic equilibrium calculation, off-line XRD analysis and on-line thermogravimetric analysis are used to investigate the influence factors of potassium volatilization and the effect of mineral addition on the characteristics of potassium migration, in order to explain the high temperature volatilization process of KCl-K _ 2SO _ 4 and K _ 2CO _ 3.At the same time, the solid state reaction mechanism of different cement mineral components, CaCO3SiO2Al2O3 and Fe2O3 with potassium salt was obtained.Through the above research methods, the following conclusions are drawn:The volatilization temperature of KCl began to volatilize before 1000 鈩

本文编号：1748552