低温制备贝利特水泥

《低温制备贝利特水泥》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、水泥熟料的低温制备摘要：水泥熟料的生产是个很漫长的过程，因为生料必须在1350-1450℃的温度下处理。传统的操作流程需要一些措施来改善生产流程。这样，我们用方解石和天然沸石合成了一种波特兰水泥熟料。这个合成法和传统的热处理合成法相比是通过改良煅烧生料的方法。利用尿素和硝酸铵的方法大大地缩短了煅烧时间以及降低了煅烧的温度。需要考虑最初的矿物质的颗粒大小的对产物的影响。生成的化合物可以由X光线衍射以及扫描电子显微镜鉴定。关键词：水泥灰浆熟料尿素煅烧三氧化二铝硅酸盐沸石方解石硝酸盐铝酸盐1、简介波特

2、兰的水泥熟料是通过传统的煅烧石灰石和粘土的混合物，或者用主要成分相似的和能够充分反应的原料制成的，最终使温度达到1450℃左右。水泥工厂所排放的二氧化碳占全球二氧化碳排放量的百分之五左右，使得水泥厂成为减少二氧化碳排放计划中的一个重要领域。水泥厂排放的二氧化碳来自于石灰石的煅烧，燃烧炉中燃料的燃烧以及发电。很多能提高能量反应效率的方法被提出，比如：熟料冷却器的优化，更高效的预热系统，更好的燃烧炉，更好的流程控制以及系统管理。这些改进仅仅是在传统制备方法的基础上做了一些改变。最初的一种方法是应用陶

3、瓷工艺的新的合成方法来获得水泥熟料。在这种意义上讲，煅烧合成法是非常有发展前景的。其实，煅烧合成法已经作为一种高级陶瓷的合成与制备的重要技术的出现，如果相对于传统的陶瓷制备工艺，能够以很低的成本以及技术性的高效的制备方法是很吸引人的。煅烧合成法的另一个优点就是应用了相对简单的设备。这种方法是通过氧化还原反应，用不到五分钟的时间生成氧化物。含有大量的化学剂量的不同的金属硝酸盐（氧化剂）的水溶液和像尿素一样的燃料混合在一起加热。比如碳酰肼，柠檬酸，其他物质中的硝酸甘氨酸这样的燃料可能被用于多样化的单

4、独的和混合的陶瓷氧化物的合成方法。尽管如此，这些燃料的还原能力不同。尿素是最方便的，因为它产生最小体积的气体（每摩尔尿素产生4摩尔气体)，而且尿素是市场上很容易就买到的，是经济实惠的，当然，它也会产生高温。尽管如此，氧化合成不仅可能发生在液态，也可能发生在固态，比如固态氧化。在固态氧化过程中，最初的反应物，中间产物，以及最终产物都是固态，而且固态氧化反应是遵循自动传输的高温合成法。Fumo和其他人一起已经报道了铝酸钙在对应的金属硝酸盐中的煅烧合成法。Chongchen和其他一些人已经研究了低温煅

5、烧合成氧化铝。然而，要获得相应的金属硝酸盐不会总是那么容易的。此外，反应是复杂的，因为空气氧化的作用不能被忽视。如果没有硝酸盐是可用的，而此时需要用硝酸盐氧化硅，那么空气中的氧气代替外部氧化剂。这样，恰好用燃料伴随空气燃烧产生的热量提高温度，甚至用其他混合物而不用硝酸盐也能合成陶瓷。为了达到更高的温度，可加入硝酸铵或者含氧水。一方面，这些操作程序应该降低温度和减少流程中的加热时间，这和已经提到的在水泥工业熟料的生产一样重要。受到过去报道的著作启发，在这篇文章中，我们通过应用改良后的煅烧方法呈现了

6、波特兰水泥的合成方法。我们的目的是通过改良后的固态煅烧方法从天然的沸石和方解石中获得贝利特水泥熟料的主要成份硅酸二钙和硅酸三钙。2、实验步骤2.1原料用两种天然的墨西哥矿产作为反应物。一方面，被选作来源的方解石来自于靠近Mérida,Yucatán的区域，另外一方面，作为硅和铝来源的沸石来自于SanLuisPotosí。通过X射线来鉴定方解石是纯的石灰石。Dr.Krason提供的沸石来自SanLuisPotosí，主要成分是斜方沸石。Merck提供了纯度为99.5%的尿素。两种工业生产的水泥被选

7、作样品，作为扫描电镜研究的参考。它们都是波特兰水泥，都来自CEMEX。2.2步骤方解石和沸石都放在地上。在地上用尿素混合矿物，再加入硝酸铵。然后在加入极少量的水，再把混合物放在铂坩埚里，再把混合物放在盘里用70℃的加热三分钟，然后在用250℃加热2分钟，生成棕色的均匀的湿润的混合物。再把混合物加入1200℃的封闭炉内，火焰很小，由于有一定数量的硝酸铵，因此有大量的气体生成。15分钟后，将样品放在炉外冷却并将其研磨成大小相近的粉末。以下是大致的步骤：方解石和沸石的完全反应程度决定了各反应物的相对含

8、量：78CaCO3+Ca4Al8Si28O72·24H2O→14(CaO)3SiO2+14(CaO)2SiO2+4(CaO)3Al2O3+24H2O+78CO2(1)。在SanLuisPotosí的矿物，斜方沸石是其主要的化合组成。沸石的Si/Al=3.5接近合成波特兰熟料的所需要的比例，因此不用加入铝的化合物。需要调节方解石的含量使得Ca/Si=3。注意到沸石中有大量的钙存在，因此，在这个试验中，我们要用方解石和沸石的质量比为78:1来配置样品。在25℃时，沸石和方解石反应需要每mol沸石的反