水泥烧成过程中不同温度段主要发生哪些物理化学反应?
§?????????????????????????????????一、干燥与脱水 §?????????????????????????????????1。干燥 §?????????????????????????????????入窑物料当温度升高到100~150℃时,生料中的自由水全部被排除,特别是湿法生产,料浆中含水量为32~40%,此过程较为重要。 而干法生产中生料的含水率一般不超过1。0%。 §?????????????????????????????????2。脱水 §?????????????????????????????????当入窑物料的温度升高到450℃,粘土中的主要...全部
§?????????????????????????????????一、干燥与脱水 §?????????????????????????????????1。干燥 §?????????????????????????????????入窑物料当温度升高到100~150℃时,生料中的自由水全部被排除,特别是湿法生产,料浆中含水量为32~40%,此过程较为重要。
而干法生产中生料的含水率一般不超过1。0%。 §?????????????????????????????????2。脱水 §?????????????????????????????????当入窑物料的温度升高到450℃,粘土中的主要组成高岭土(?Al2O3·2SiO2·2H2O?)发生脱水反应,脱去其中的化学结合水。
此过程是吸热过程。 §?????????????????????????????????Al2O3·2SiO2·2H2O==?Al2O3?(无定形)? ?2SiO2?(无定形)? ?2H2O §?????????????????????????????????脱水后变成无定形的三氧化三铝和二氧化硅,这些无定形物具有较高的活性。
§?????????????????????????????????二、碳酸盐分解 §?????????????????????????????????当物料温度升高到600℃时,石灰石中的碳酸钙和原料中夹杂的碳酸镁进行分解,在CO2分压为一个大气压下,碳酸镁和碳酸钙的剧烈分解温度分别是750℃和900℃。
§?????????????????????????????????MgCO3==MgO CO2???? §?????????????????????????????????CaCO3==CaO CO2 §?????????????????????????????????碳酸钙分解反应的特点 §?????????????????????????????????碳酸钙的分解过程是一个强吸热过程(1645?kJ/kg?),是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程;该过程的烧失量大,在分解过程中放出大量的CO2气体,使CaO疏松多孔,强化固相反应。
§?????????????????????????????????三、固相反应 §?????????????????????????????????1。反应过程 §?????????????????????????????????从原料分解开始,物料中便出现了性质活泼的游离氧化钙,它与生料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3进行固相反应,形成熟料矿物?。
§?????????????????????????????????2。影响固相反应的主要因素 §?????????????????????????????????⑴生料细度及其均匀程度; §?????????????????????????????????⑵温度对固相反应的影响; §?????????????????????????????????四、熟料烧结 §?????????????????????????????????水泥熟料主要矿物硅酸三钙的形成需在液相中进行,液相量一般在22~26%。
§?????????????????????????????????2?CaO·?SiO2?? ?CaO?????????3?CaO·?SiO2 §?????????????????????????????????该反应称为烧结反应,它是在1300~1450~1300℃范围进行,故称该温度范围为烧成温度范围;在1450℃时反应迅速,故称该温度为烧成温度。
为使反应完全,还需有一定的时间,一般为15~25分钟。
§?????????????????????????????????五、熟料冷却 §?????????????????????????????????熟料冷却时需急速冷却,其目的和作用是: §?????????????????????????????????1、为了防止C3S在1250℃分解出现二次游离氧化钙(对水泥安定性没大影响),降低熟料的强度; §?????????????????????????????????2、为了防止C2S在500℃时发生晶型转变,产生“粉化”现象; §?????????????????????????????????3、防止C3S晶体长大而强度降低且难以粉磨; §?????????????????????????????????4、减少MgO晶体析出,使其凝结于玻璃体中,避免造成水泥安定性不良; §?????????????????????????????????5、减少C3A晶体析出,不使水泥出现快凝现象,并提高水泥的抗硫酸盐性能; §?????????????????????????????????6、使熟料产生应力,增大熟料的易磨性。收起