论文部分内容阅读
本文选择内蒙准格尔煤田高铝、高灰熔融温度的A、B煤样为研究对象,通过添加化学纯助熔剂,降低A、B的灰熔融温度、改善黏温特性,分析SiO2、 CaO、Fe2O3对灰熔融特性的影响规律；借助XRD、SEM-EDX、热力学软件,研究助熔剂对还原性气氛下晶体矿物组成转变、熔渣表观形貌及微区化学组成、熔渣相平衡组成的影响。总结全文,主要得到以下结论：(1)A、B煤灰成分中A1203含量分别为53.20%、42.61%,WSiO2/WAl2O3分别为0.7、1.2,属高铝煤；高温熔渣中主要矿物含有莫来石、刚玉、方石英,对煤灰的熔融起到骨架支撑的作用,导致A、B煤灰熔融温度大于1600℃。增加Si02含量可持续性降低A、B煤灰熔融温度,因WSiO2/WAl2O3的不同,CaO、Fe2O3对高铝煤灰熔融温度的助熔效果存在差异性：随着CaO、Fe2O3添加量的增加,WSiO2/WAl2O3<1的A煤,FT先降低后升高,呈“V”字形变化趋势,助熔作用大小：CaO>Fe2O3>SiO2;WSIO2/WAl2O3>1时,FT持续性降低,助熔作用大小：Fe2O3>SiO2>CaO。A煤灰成分调节为A12#方案时,FT降低到1306℃,B煤灰成分调节为B12#方案时,FT降低到1361℃,同时具有良好的黏温特性,黏温区间大于154℃。(2)添加助熔剂后,煤灰硅铝比增大,碱性组分CaO、Fe2O3含量增加；原煤灰中耐熔矿物莫来石、刚玉、石英转变为钙黄长石、钙长石、堇青石等低熔点矿物,煤灰在升温过程中,失去了莫来石、刚玉、石英的骨架支撑作用,同时钙长石等低温共熔,熔渣随着温度升高,表观形貌从棱角分明的块状颗粒逐渐发生熔融、表面变得圆润、光滑,是降低高铝煤灰熔融温度的主要原因。EDX能谱分析结果表明,在1400℃的灰渣中仍有Si、Al、Ca、O元素的聚集,说明有钙长石存在,这和XRD的分析结果一致。(3)热力学计算结果表明,A、B在1400℃的熔渣中含有50%以上的莫来石。A加助熔剂后,将煤灰中的莫来石转变为钙长石、黄长石、堇青石,温度大于1200℃时,钙长石、氧化铝、尖晶石、堇青石等发生低温共熔。B加助熔剂后,钙长石、石英、堇青石、白榴石等在1100℃低温共熔。热力学软件的计算结果和XRD分析结果具有一致性。高熔点的耐熔矿物转变为低温共熔物,是高铝煤灰熔融温度降低的主要原因。(4)利用热力学软件分析CaO、Fe2O3对A、B煤不同助熔效果的原因,结果表明：A+4%CaO的熔渣中钙黄长石、钙长石在1300℃共熔,B+10%CaO的熔渣中钙长石、钙黄长石、硅灰石在1200℃共熔,因此A+4%CaO、B+10%CaO具有较低的熔融温度。A+4%Fe2O3、B+10%Fe2O3的熔渣中含有较多的助熔矿物铁堇青石,对降低FT起到关键作用,因此灰熔融温度更低。