碱金属对煤灰熔融特性的影响机理

来源期刊：材料科学与工程学报2018年第6期

论文作者：刘欢欢 杜梅芳 王要克 李明强

文章页码：985 - 992

关键词：高碱煤;熔融特性;量子化学;相变活性位点;低温共融;

摘    要：碱性矿物质是高碱煤灰沾污结渣的重要影响因素。本文首先通过影像式烧结点试验仪研究了一种准东高碱煤与四种非高碱煤灰的熔融特性,并利用电感耦合等离子体-原子发射光谱（ICP）、X射线衍射仪（XRD）对高碱煤灰熔融过程中元素迁移及矿物变化进行研究,在此基础上,进一步利用量子化学理论从微观层面分析了碱性矿物质降低高碱煤灰熔融温度的机理。结果表明:高碱煤比其他四种非高碱煤初始熔融温度低60℃到110℃;随着高碱煤制灰温度的升高,初始熔融温度也由700℃逐渐升高至770℃,初始熔融的量也随之降低,其沾污、结渣倾向减弱;灰中K₂SO₄、NaAlSiO₄参与灰中低温共熔体的生成,随着温度的升高其物相逐渐消失;灰中碱性矿物NaAlSi₃O₈的相变活性位点优先受到灰中K⁺、Mg²⁺、Na⁺、Ca²⁺等离子势较低的离子攻击,使其矿物体系中硅氧四面体[SiO₄]^4-与铝氧四面体[AlO₄]^5-分离成片段,进而发生分子段的重组,形成熔点更低的低温共熔体而增加灰中液相。