P2O5和氯化物对熟料反应的影响

权宇德，金英姬，朱容植，李钟奎，金仁燮，金秀龙

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发布:2005年9月

主题

摘要

关键字

介绍

实验的程序

结果与讨论

结论

参考

详细联系方式

摘要

P的作用₂O₅研究了氯化物对熟料反应的影响。通过添加实验室级P，制备了一组熟料样品₂O₅和NH₄Cl为水泥原料。每一个便士₂O₅样品中Cl含量在0.5% ~ 2.0%之间。可燃性的熟料的原料通过添加磷₂O₅或Cl。通过x射线衍射分析熟料的矿物学组成，并利用TOPAS软件对其产矿物量进行评价。

关键字

P₂O₅，熟料，氯化物，水泥，矿物成分

介绍

2002年，国内某污水处理厂每天排出的污泥达5689吨。预计到2005年，日产量将增加到9000吨左右。目前，大部分污水污泥被扔进大海、填入土地或焚烧。但自2003年7月以来，自2003年7月以来，韩国土地的禁止行为已经生效，伦敦协议禁止海洋污染倾倒废物和其他物品将于2004年生效。最近，水泥窑过程中污水污泥的重新利用非常关注废物的回收和减少环境污染[1]。

利用污泥作为生产水泥的原料是一种有效的方法，因为有机成分可以作为燃料，而无机成分如硅氧化合物(SiO)可以作为燃料₂,艾尔。₂O_3.、铁₂O_3.部件作为熟料的原料。然而，在水泥窑中应用该技术的障碍之一是磷含量较高₂O₅污泥中氯含量。许多研究者研究了P₂O₅和污水污泥水泥质量[2,3]。在本研究中，P₂O₅研究了水泥熟料过程中氯离子对熟料反应的影响，以实现污水处理厂污泥的资源化利用。

对污水污泥的分析显示，其氯化物含量在300ppm到10000 ppm之间，在不同的地区(沿海或城市)存在差异。我们预计使用污泥作为原料，水泥生料中氯化物含量最高可达400ppm。欧洲杯足球竞彩但预计在窑炉生产过程中氯化物含量将达到1.5万份PPM由挥发氯组成。为了考察在真实窑中的熟料反应，我们进行了氯化物含量增加到20,000的实验混合原料中的PPM。水泥工业正在使用许多含磷高的废弃物₂O₅内容[4,5]，我们通过增加P₂O₅内容将原料混合至2000ppm进行检验P的影响₂O₅在熔渣的反应。

实验的程序

通过用99.3wt％窑进料原料和0.7wt％沥青煤灰混合制备复合样品。窑料原料化学成分为SiO₂（13.75 wt％），Al₂O_3.（3.39 wt％），Fe₂O_3.(2.15% wt%)和CaO (42.12% wt%)。烟煤灰分由sio2组成₂(51.77 wt %)₂O_3.(24.02 wt %)、铁₂O_3.(8.59% wt%)和CaO (7.81% wt%)。目的:探讨P₂O₅和氯化物对熟料反应的影响，P₂O₅在复合样品中加入0 ~ 2.0 wt%的Cl₂O₅和NH₄Cl。复合样品模块在电子炉中以10°C的升温速率分别在铂盘中制备和燃烧/min，保持在最终温度为1450°C为20分钟。产生的熟料在炉内冷却至1350°C然后迅速熄灭。用乙二醇萃取法测定游离石灰的含量。同时,用aPotentiograph。一种带有Cu K的RigakuD/max-RINT 2500衍射仪α.辐射被用于x射线衍射(XRD)熟料矿物分析。计算了不同温度下烧结熟料的理论用量TOPAS的软件由布鲁克公司开发。

结果与讨论

由窑料原料(99.3% wt%)与烟煤灰分(0.7% wt%)混合制备的复合试样的化学分析数据及由复合试样的化学分析数据计算出的熟料矿物理论量见表1表格1.

表1．复合试样的化学分析数据和熟料矿物计算量．（单位wt％）

0.5 wt% ~ 2.0 wt%磷₂O₅和氯加入复合样品使用P₂O₅和NH₄在1450°C下烧结为20分钟形成熟料矿物。用乙二醇萃取法测定游离石灰的含量。不同磷含量的熟料试样中游离石灰和Cl含量的测定结果₂O₅和Cl含量如图所示保证1.结果表明，在0.5 wt% ~ 2.0 wt%的范围内添加P₂O₅将熟料样品的游离石灰含量从0.51 wt%提高到5.07 wt%。结果与文献[6]的结果一致。

如图所示保证1、对于即使高达0.5 wt%的P₂O₅掺磷时，熟料的游离石灰含量不变，而掺磷量不变₂O₅从0.5wt％至2.0wt％到复合样品迅速增加自由石灰含量。熟料中游离石灰含量随Cl添加量的增加而降低。这是由于Cl化合物在低温下变为液相，对固液反应的熟料反应起到了促进作用。

的XRD不同磷含量的熟料试样的试验结果₂O₅和Cl含量如图所示保证2.从XRD结果表明，熟料在1450°时产生C20分钟后形成所有主要的水泥矿物学相，如alite(C_3.,二钙硅酸盐(C₂s），铁氧体（C₄af）和alminate（c_3.一个)。以磷为原料制备的熟料₂O₅为图中的复合试样保证2、选C_3.S峰和增加的C₂年代,f-CaO高峰。

理论掺量不同的熟料矿物P₂O₅和Cl内容采用TOPAS软件进行计算，数据如图乌雷斯3和4。尽管熟料中的AlITE矿物质含量和表情矿物质含量分别为56.95％和18.73％，但熟料中的实际煤矿含量和表情矿物质含量为45.50％和29.80％。如图所示保证3、alite含量逐渐减少，belite含量逐渐增加。这一结果与前面的结果[2,6,7]是一致的。这是因为据报道了p₂O₅与C形成固溶体₂从而使它稳定下来，并使C的浓度降低_3.S，游离石灰含量相应增加[7,8]。的一个当磷添加量达到2%时，lite含量从45%下降到15%₂O_5，belite的含量从30%增加到55%。这一结果表明，P₂O₅必须加以控制才能获得良好的质量熟料。根据氯化物的添加、含量一个lite (C_3.S)含量由46%降至15%b精英从30%增加到50%。氯化物的影响在应用水泥回转窑工艺之前，必须澄清熟料反应的影响，因为已知氯化合物在回转窑工艺中比熟料质量的影响更大。一般来说，游离石灰的产量与游离石灰的含量之差成正比一个Lite和b精英。如图所示乌雷斯1和2，但是P₂O₅的含量仅增加3.6%的游离石灰减少量一个Lite提高了30%，这意味着在质量平衡上存在差异一个Lite和游离石灰。试验中熟料矿物质量平衡的不匹配主要是由于随着磷含量的增加，出现了新的熟料矿物₂O₅原料混合物中的成分。铁素体矿物和铝酸盐矿物的含量随磷的添加而增加₂O₅且随Cl的加入而降低。

结论

为探索污泥在水泥窑工艺中有效资源化的可能性，对不同掺量下的熟料反应进行了表征P₂O₅并加入。这些结果表明，游离CaO的量增加铝酸盐、铁酸盐和铝酸盐矿物的含量降低与P₂O₅加法。氯加成反应与磷的性质相反₂O₅加法。然而，氯化物对熟料反应的影响在应用水泥窑工艺之前就已经明确，因为已知氯化合物在窑工艺中比熟料质量影响更大。通过这个实验，我们知道了P的影响₂O₅和氯组分对熟料反应的影响。因此，本实验为高磷水泥工业的再生利用提供了依据₂O₅和氯化物成分的废物。

参考

1.H．内川，“水泥和混凝土产业面向环境负荷减少和废物回收”，小野田佳夫水泥研究报告，133（1997）1-33．

2.T．Shirasaka D．Sakaki和H.．内川，《磷对水泥熟料组成相和水化的影响》，日本水泥协会水泥与混凝土学报，50（1996）8-13．

3.K．Akatsu,K．Maeda和我．池田，《Cr的影响》₂O_3.和P₂O₅《硅酸盐水泥熟料的强度和颜色》，日本水泥协会第24次评议^th一般会议,（1970）20.-23．

4.T．Tanosaki K．Nozaki，M.．松本,K．Usukura和K．Miyashige，“日本的生活水处理和污泥特性”，小野田千叶水泥研究报告，32（1997）55-74．

5.李钟律，车天秀和Woo-Teck Kwon《污水污泥在水泥窑工艺中的应用》，建筑材料欧洲杯足球竞彩，（2002）84-103．

6.米．Kanaya N．小泽,K．本和M．市川，“磷对熟料质量的影响”水泥科学与混凝土技术，欧洲杯线上买球53（1999）10-15．

7.L. Halicz, Y. Nathan和L. Ben-Dor，《P₂O₅水泥与混凝土的研究，14（1983）11-18．

8.J．Hakoshima和M．“磷和镁对熟料矿物特性的影响”，水泥科学与混凝土技术，欧洲杯线上买球53（1999）16-22．

详细联系方式

权宇德，金英姬，朱容植，李钟奎，金仁燮，金秀龙

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233 - 5、Gasan-Dong Guemcheon-Gu
首尔,153 - 801
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论文发表在《材料与材料加工技术进展》，7，[1](2005)，63-66。欧洲杯足球竞彩