稀土对水泥熟料烧成的矿化作用及其尾矿应用研究

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1、固南昌大学硕士研究生论文吴波英摘要稀土对水泥熟料烧成的矿化作用及其尾矿应用研究摘要本项目针对江西特有的稀土资源，选用南方稀土矿中丰度较大的ce、Y、La、Nd等四种稀土氧化物作为研究对象，探讨它们对水泥熟料烧成的矿化作用，并以赣南较典型的稀土选矿尾矿作原料代替粘土配料制备水泥生料，研究其对水泥熟料矿物形成和熟料性能的影响。通过化学分析、差热分析、ICP—AES分析及x一射线衍射、晶相显微镜、扫描电镜等现代分析手段，系统地研究了原料的特征，稀土氧化物和稀土尾矿对水泥生料中碳酸盐分解、生料易烧性、熟料矿物形态及组成以

2、及水泥力学性能的影响。研究结果表明，稀土氧化物对碳酸盐的分解影响不大，对生料的易烧性有改善作用；稀土氧化物能促进熟料中A矿的形成和矿物的发育，有利于熟料中矿物结晶尺寸和分布均匀，但部分稀土在掺量过量时可能造成矿物的熔蚀，影响矿物的水化活性i在煅烧良好的条件下，稀土氧化物和尾矿对熟料强度有增进作用，对水泥凝结时间影响较小。掺加尾矿的试样由于含砂量较高，生料的易烧性低于粘土配料的生料，通过增加原料的粉磨细度可使易烧性得到进一步改善；利用稀土尾矿代替粘土配料能烧制性能优良的硅酸盐水泥熟料。利用SEM—EDS分析了稀土氧

3、化物在熟料中的分布并结合熟料的岩相分析初步探讨了稀土对水泥熟料烧成的矿化机理。结果表明，稀土元素La和Y在熟料煅烧过程中更多地分布在硅酸盐相中形成固溶体；稀土离子的掺杂作用，导致扩散介质中应力场的畸变，降低了质点的扩散活化能，从而对固相反应中的质点扩散起促进作用。这一作用使固相反应速度加快，A矿固溶体数量增多，进而改善水泥熟科的性能。关键词：稀土氧化物；稀土尾矿；熟料煅烧；矿物形成；矿化机理戆南只人学坝H卅究生论文吴波英Ab。fra。cStudyontheMineralizingEffectofRareEaChE

4、lementsontheSinteringofCementClinkerandApplicationofItsTailingsinCementProduction．AbstractTheinvestigationisbasedonthecharacteristicrareearthelememtsminerals(i．e．ionabsorptiverareearthores)ofJiangxiprovince．OwingtohighabundanceofCe、Y、La、NdintheREEoresofsouthC

5、hina．thestudyfocusesonthesefourREEsoxides．Theirmineralizingeffectonthesinteringofcementclinkerisdiscussed．AndthetailingsofionabsorptiveREEoreinthesouthofJiangxiProvinceareusedasasubstituteforclayinpreparationofcementrawmeal．Itsinfluenceuponthemineralsformatio

6、nandperformanceofPortlandcementclinkerisstudied．BymeansofuptodatetechniquessuchasDTA、ICP—AES、X—Raydiffraction、opticalmicroscopy、SEMandtraditionalmethod(chemicalanalysis)，thestudyismadeonthepropertiesofrawmaterials、theeffectofREEsoxidesandrareearthtailingonthe

7、decompositionofcarbonateandsinterabilityoftherawmeal，themineralmorphologyandcompositionofcementclinker，andmechanicalpropertiesofcement．TheresultsshowthatREEsoxidehavelittleeffectonthedecompositionofcarbonateandtheyimprovethesinterabilityoftherawmeal；theyalsop

8、romotetheformationofaliteandgrowthofclinkerminerals，andhavebeneficialeffectontheuniformityofcrystalsizeandwell-distributedminerals．ButsomeREEsresultinthecorrosionofalitewhentheyareexcessi