利用粉煤灰生产超轻陶粒的可行性分析.pdf

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1、文章编号：1007—046X(2010)03—0037—05应用研究i利用粉煤灰生产超轻陶粒的可行性分析FeasibilityofManufactureofUltra—LightweightCeramicswithFlyAsh范锦忠(中因建筑东北设计研究院，沈阳110003)摘要：介绍陶粒的膨胀机理，生产超轻陶粒对原料化学成分要求与膨胀温度范围，粉煤灰化学成分对比、分析，外加剂种类与功能．利用粉煤友生产超轻陶粒实例，利用粉煤灰生产超轻陶粒的可能性等，以促进我国利用粉煤灰生产超轻陶粒的健康、持续发展。关键词：超轻陶粒：粉煤友；可行性中图分类号：TQ．74

2、文献标识码：A0前言这样～方面可防止内部产生的气体外逸，也可减少料球之问和料球与窑衬之间的黏结而产生结块、结圈现象。目前，国内外以粉煤灰为主原料(含量≥50％)生产研究和生产实践证明，正常生产并膨胀较好的陶粒，超轻陶粒的成功经验较多，主要生产方法是：掺加15％～内部和外表层的铁氧化物不同，内部是氧化亚铁(Fe0)，30％黏结助熔剂(淤泥类黏土、页岩、膨润土等)，掺加外表层是氧化铁(Fe0，)。氧化亚铁(Fe0)是一种较强适中、适量外加剂，窑外制粒，双简回转窑干燥、预热、的熔剂，软化黏度较低；氧化铁(Fez0)的熔性相对较焙烧而成。研究和生产实践证明，有

3、些粉煤灰采取适当措低．软化黏度相对较高。正好符合料球外表层的软化黏度施后可以正常生产出400级一500级超轻陶粒，有些粉煤和表面张力适当高于内部的要求。因此实际生产要求：料灰采用了很多高效措施也无法正常生产超轻陶粒。所渭的球内部应含有足够数量的有机质，焙烧时使料球内部保持“任何粉煤灰都能生产出超轻陶粒”的说法不正确。还原气氛，使氧化铁(Fe0，)还原成氧化亚铁(Fe0)；1陶粒的膨胀机理回转窑内保持适当的空气过剩系数，使料球外表层的氧化1．1膨胀条件铁在氧化气氛中形成(Fe0，)。国内外学者对陶粒膨胀条件的共识：(1)料球(或1．3气体反应料块)在膨胀

4、温度下形成具有合适软化黏度和表面张力的料球内产生的气体和原因。国内外学者的意见不一，半熔性软化体；(2)与此同时料球内产生足够数量的气但多数学者的研究证明：产生的气体主要是一氧化碳(CO)体。这两个条件必须相辅相成、同时出现，才能获得料球和二氧化碳(CO：)，也产出少量的二氧化硫(SO)和氧内呈封闭型和半封闭型、多孔性、料球表层为玻陶体的膨气(0)。其中一氧化碳(CO)和二氧化碳(COz)是胀良好的人造轻集料一陶粒．由氧化铁(Fe0)、四氧化j铁(Fe，0)被碳(C)、一1．2软化黏度和表面张力氧化碳(CO)还原反应而生成，反应式为：达到膨胀温度时，若

5、料球(或料块)内的半熔性软化2Fe20+C一_4FeO+CO2f黏度和表面张力合适，在产出的气体作用下获得良好膨胀，Fe30+C—}3FeO+COt料球不易黏结；若料球内的半熔性软化黏度和表面张力太3Fe20+CO2Fe30+CO2f小，产出的气体易使膨胀的气孔破碎，料球容易黏结；若上述反应都在≤1100％下进行，低于一般的陶粒原料球内的半熔性软化黏度和表面张力太大，产}}I的气体在料半熔性软化温度(1100一l280~2)。如果料球的升温料球内无力膨胀，只能沿裂缝溢出或将料球炸裂排出。速度很快，使达到半熔性软化温度时上述反应还未结束，料球外表层的软化

6、黏度和表面张力应比内部高一些，所放出的气体就能使料球产生膨胀。36CoALASH3／2010二氧化硫(SO)是陶粒原料中的黄铁矿、石膏等分用15％重油和85％烟煤粉的混合燃料，焙烧陶粒时的火解而产生。另外，燃料和原料中的有机质也含有少量硫焰温度波动范围约≤±25℃。(S)，在一定条件下也可能生成二氧化硫(SO：)。3粉煤灰化学成分的对比、分析氧(0)主要是由氧化铁(Fe0，)的高温分解而形成：3．1国内部分电厂粉煤灰主要化学成分6Fe203—4Fe304+02f。据统计记录，我国二十世纪九十年代主要地区部分电这是一个可逆反应，在>11O0℃时很活跃。但

7、是，只要在达到膨胀温度而氧化铁(Fe0)还原反应还未终厂粉煤灰检测的主要化学成分列于表2。止，这一反应就很微弱。表2国内部分电厂粉煤灰主要化学成分％2生产超轻陶粒对原料化学成分要求与膨胀温度范围粉煤灰产地SiO：AI0Fe20CaOMgOK20Na~,OSO，烧失量北京高井电厂522836325l62280．96066O240l42852．1生产超轻陶粒对主原料化学成分要求北京三热电J一55．8318676．993660．95109O_300．577．73河北邢台电厂51．9732l73．733140．65ll2049036】．76生产高膨胀率的陶粒，

8、对主原料的化学成分有一定要河北邯郸电厂488227．896ll5_880560．391．800