煤矸石钠盐焙烧增白工艺与机理
汪欣林1
黄朋2
吴家铭1
王朔1
李春全1
孙志明1
1.中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 1000832.上海建工建材科技集团股份有限公司,上海 200080
摘要：大宗固体废弃物煤矸石的堆存带来严重的环境问题,因而综合利用与高值高效利用煤矸石十分紧迫与重要.煅烧是煤矸石资源化利用的重要加工手段.针对煅烧法存在能耗高、效率低的问题,通过研究钠盐种类及煅烧工艺对煤矸石增白效果的影响,得出了煤矸石煅烧前后样品的物相组成、微观形貌、孔结构及化学键变化情况,并在此基础上采用同步热分析与红外-质谱(TG-FTIR-MS)联用系统对NaCl煅烧过程中的气相产物与除杂增白机理进行了分析.结果表明:当煅烧温度为860 ℃时,NaCl煅烧煤矸石样品白度由原矿的38.5％提高到86.0％;碳质全部被氧化,黄铁矿(FeS2)脱硫转变为赤铁矿(Fe2O3),赤铁矿和金红石(TiO2)总质量分数下降到0.27％;当煅烧温度为800～860 ℃时,样品孔结构特性变化较小;当升高温度到950 ℃时,片层状的偏高岭石转变为圆球状的莫来石,比表面积和孔体积分别由原矿的12.91 m2/g和0.056 cm3/g显著下降到6.58 m2/g与0.031 cm3/g.当煅烧时间超过30 min后,煅烧产物的白度增加幅度变小,煅烧时间超过90 min后,煅烧产物的白度基本不再增加(86.6％～86.7％).NaCl的加入对于煅烧产物化学键的影响较小,煅烧阶段的易挥发矿物质成分质量分数较低,主要气体产物为H2O、HC1、CO2和H2S;NaCl与H2O、SiO2发生作用高温分解生成HC1气体,并与Fe2O3、TiO2等杂质反应,生成气相氯化产物从料层表面逸出,实现了煤矸石除杂增白.
关键词：煤矸石煤系高岭土煅烧白度物相转化
分类号：TD985(矿产资源的综合利用)
资助基金：国家重点研发计划(2019YFC1904903)国家重点研发计划(2020YFC1806504)中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2022XJHH08)
论文发表日期：2024-09-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 434-445 )
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