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利用宁夏石嘴山煤矸石制备系列硫铝酸盐水泥研究

徐冠立  
【摘要】: 煤矸石是采煤和洗煤过程中排放的固体废弃物,每年的排放量相当于当年煤炭产量的10%~25%左右。宁夏石嘴山市是我国西部重要的煤电城市,由于煤炭工业发展,截止2002年底,全市范围内累计堆存煤矸石5000多万吨,占地约600公顷。大量堆积的煤矸石占大片土地,排放粉尘、污染水源,对煤矸石的处理和利用直接影响到该地区的经济发展和环境保护。 石嘴山煤矸石属高铝型煤矸石,根据其矿物岩石和化学特征,判断石嘴山煤矸石可用于制备硫铝酸盐水泥。本文推导了利用煤矸石制备贝利特-硫铝酸钙、贝利特-硫铝酸钡钙、阿利特-硫铝酸钙和阿利特-硫铝酸钡钙四种水泥的率值公式和熟料矿物计算公式。 试验以煤矸石、石灰石、石膏为主要原料,辅以少量萤石和重晶石,按照各组硫铝酸盐水泥熟料矿物组成,设计多组配方,并以此配制生料。生料经煅烧、粉磨添加混合材后制成水泥。经测定,四种硫铝酸盐水泥中,阿利特-硫铝酸钡钙水泥水化性能最好、强度最高,净浆3天抗压强度可达45.6MPa。 试验中还通过X射线衍射、扫描电镜等方法,对熟料矿物及其水化物矿物进行分析,探讨矿化剂对熟料矿物的影响,分析硫铝酸盐水泥水化产生强度的原因及过程。 研究证明利用石嘴山煤矸石制备阿利特-硫铝酸盐水泥是切实可行的,这为石嘴山市的煤矸石利用开辟了一条新途径,对实现石嘴山地区资源、环境、经济的共同发展具有重要意义。


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