膨胀水泥的矿物组成(水泥的矿物组成和细度会影响水泥的凝结时间) 水泥的矿物成分:& nbsp& nbsp一、尾矿熟料的矿物组成:& nbsp& nbsp& nbsp(1)尾矿熟料的化学成分:& nbsp& nbsp& nbsp含有适宜组分的尾矿在一定温度下煅烧，称为尾矿熟料，可作为低标号水泥用于井下胶结充填，也可作为普通硅酸盐水泥的掺合料。 尾矿煅烧后，熟料由氧化钙(CaO)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)和氧化铁(Fe2O3)组成，这四种氧化物在熟料中的含量约为85% ~ 90%。 此外，它还含有氧化镁(MgO)、硫酸酐(SO3)和其他微量金属氧化物(如PbO、ZnO、TiO2、CuO)。& nbsp& nbsp& nbsp(二)尾矿熟料的矿物组成:& nbsp& nbsp& nbsp尾矿熟料不是同质产品，而是多种矿物的集合体。 而且，随着煅烧温度的不同，其矿物质的组成和含量也不同。 根据北京建筑材料科学研究所在凡口尾矿温度800、900、1000、1100℃和尾矿熔点煅烧的尾矿熟料的岩相鉴定和X射线分析结果(图1)，主要矿物组成如下:& nbsp& nbsp1 & nbsp尾矿熟料全粒级的x射线分析:b-精细分数:& nbsp& nbsp& nbsp1.硅酸二钙(又称贝利特，分子式为β-2cao SiO2还原β-c2s):& nbsp；& nbsp& nbsp尾矿分别在800℃、900℃和1000℃煅烧后，尾矿熟料中可见到β-C2S，900℃煅烧的尾矿熟料中β-C2S含量最高。据反射观察(HF蒸汽侵蚀20秒)，矿物单一，一般为圆形和不规则圆形。或椭圆形，40 &微长；，宽32 &微； 有明显的交叉双胞胎。 但边缘的侵蚀凹陷非常严重，内部包裹着应时颗粒。 而在1000℃煅烧的尾渣熟料中，β-C2S也单独出现，但其形貌多为叉形且不规则。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp2.铝酸钙(其分子式为CaO·al2o 3缩写为Ca):& nbsp；& nbsp& nbsp尾矿经900℃或1000℃煅烧后，在尾矿熟料中形成铝酸钙，但含量很少。 熟料中的矿物均呈不规则的长或短的细粒晶体，有时与Fe2O3固熔，有时晶体中可见明显的解理。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp3.黄石(2 Cao al2o 3 SiO 3+2 Cao MgO 2 SiO 2):& nbsp；& nbsp& nbsp黄石一般存在于熔点为800℃、900℃、1000℃、1100℃的尾矿熟料中。 根据油浸切片中的观察结果，有明显的(001)解理，平行消失，干涉色为一级灰白色N0≈1.617，矿物含量多以细晶形式存在。 不规则薄带和长方形最常见，矿物颗粒大小和分布均匀。 特别是，在较高温度下煅烧的玻璃料具有高含量的黄色长石。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp4.假硅灰石(分子式为α Cao SiO 2，缩写为α-CS):& nbsp；& nbsp& nbsp在1000℃、1100℃和熔块中均可发现α-Cs，且α-Cs含量随煅烧温度的升高而急剧增加。 1000℃煅烧的尾矿熟料含量很少(极少)，1100℃煅烧的尾矿熟料含量较多，尤其是在熔块中。 其矿物折光率N0 = 1.615，具有明显的单轴晶体正光，高阶干涉色达到二阶蓝红色环。清晰的闪光凸起(ng-Ng-Np=0.044)以及方形和矩形颗粒。 熔块中α-Cs的一般尺寸为30/& micro；，宽度15 & micro，小颗粒9 ~ 12 & micro有时5 ~ 6个小颗粒紧密堆积在一起形成晶堆。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp5.长石(分子式为CaO Al2O3 2SiO2，缩写为CAS 2):& nbsp；& nbsp& nbsp在1100℃时出现在尾矿熟料和熔块中 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp6.无水石膏(caso 4):& nbsp；& nbsp& nbsp营业税用800℃、900℃、1000℃煅烧的熟料中有CaSO4存在。 根据岩相鉴定结果，等粒NG = 1.612±0.03，NF = 1.572±0.03。 x射线分析表明，硫酸钙的特征峰也出现在衍射图上(d = 3.5，2.85，2.325)。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp7.方解石(CaCO3):& nbsp；& nbsp& nbsp只有在800℃煅烧的熟料样品中。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp8.游离酸橙(F-Cao):& nbsp；& nbsp& nbsp它只出现在800℃和900℃煅烧的熟料中。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp9.应时(二氧化硅):& nbsp& nbsp& nbsp它是一种残留矿物，存在于所有尾矿熟料中，但随着煅烧温度的升高，其应时含量逐渐降低。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp此外，还有含铁的固体熔体和玻璃状物质。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp根据以上结果，尾矿熟料的形成过程可以概括为:& nbsp& nbsp& nbsp在800℃—CaCO3部分分解，CaO和SiO2结合形成β-C2S，C2AS也开始形成。 大量的SiO2仍然以游离状态存在，并且仍然含有大量的游离CaO。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp90 ℃~ 1000℃——碳酸钙大部分已经分解。 在此温度下得到的高分散CaO活性高，随着温度的升高，固相反应加快，形成更多的β-C2S。 同时出现少量的CA。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp100℃以上可以进行固相反应β-C2S+S → 2α-Cs，所以α-Cs取代β-C2S，CA消失，CAS2取代CA。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp岩相鉴定后不同煅烧温度下尾矿熟料的矿物情况表1 & nbsp& nbsp1 & nbsp各种煅烧温度下尾矿熟料的矿物煅烧温度为℃80090010001100熔块> 1100β-c2s△△△⊕⊕⊕⊕△⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕△△& nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp注:△表示存在，⊕表示不存在。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp二。硅酸盐水泥熟料的成分:& nbsp& nbsp& nbsp(1)硅酸盐水泥主要由四种氧化物组成:氧化钙(CaO)、氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)和氧化铁(Fe2O3)。 在水泥熟料中，这四种氧化物的含量通常在95%以上。 根据现代硅酸盐水泥熟料的化学成分统计，这四种氧化物的含量在以下范围内波动:Cao 62 ~ 67% al2o 34 ~ 7% SiO 220 ~ 24% fe2o 32 ~ 5% & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp此外，氧化镁(MgO)和硫酐(SO3)的含量一般在2 ~ 3%左右。 其次，它可能含有少量的氧化钛(TiO2)、氧化锰(Mn2O3)、五氧化二磷(P2O5)、碱(Na2O和K2O)等。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp根据以全粒级尾矿和细粒级尾矿为配料烧制硅酸盐水泥熟料的试验结果可以看出，600级以上的熟料化学成分为:Cao 63.98 ~ 65.49% al2o 33.25 ~ 5.46% SiO 221.81 ~ 22.79% fe2o 34.13 ~ 4.86% MgO 1.45 ~ 3.28% & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp此外，它还含有少量的氧化锌(ZnO)、氧化铅(PbO)等。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(二)硅酸盐水泥熟料的各种比率:& nbsp& nbsp& nbsp水泥熟料中各种氧化物的含量对水泥的性能有很大影响。从氧化物的含量可以大致估算出水泥的性能。 用比值(模数、系数)来表示水泥熟料的组成，比单独用氧化物的含量更能表达水泥的性能。 因为在水泥熟料中，它不是以单一氧化物的形式存在，而是以两种或两种以上氧化物化合而成的化合物形式存在。 因此，每种氧化物的相对含量极其重要。 各比率的计算公式如下:硅比n =% SiO2/(%Al2O3+%Fe2O3):铁比p = % al2o 3/% fe2o 3:& nbsp；& nbsp& nbsp石灰饱和系数:& nbspKH =[CaO-(1.65 al2o 3+0.35 fe2o 3+0.7 SO3)]/2.80 SiO 2 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp目前，中国水泥行业广泛采用上述费率。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(3)硅酸盐水泥熟料矿物成分的测定:& nbsp& nbsp& nbsp硅酸盐水泥熟料主要由四种矿物组成:硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)、铝酸三钙(C3A)和铁铝酸四钙(C4AF)。 同时，这四种矿物也决定了硅酸盐水泥的主要性能。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp在大多数水泥厂生产的水泥熟料中，这四种矿物的含量为95% ~ 96%，其中硅酸盐(C3S和C2S)占75% ~ 82%，助熔剂矿物(C3A和C4AF，在水泥熟料煅烧过程中一度成为液相，称为助熔剂矿物)占18 ~ 25%。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp普通硅酸盐水泥熟料的矿物组成在以下范围内波动:c2s 37.5 ~ 60% c3s 15 ~ 37.5% c3a 7 ~ 15% c4af 10 ~ 18% & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp根据以凡口尾矿为配料烧制硅酸盐水泥熟料的试验结果，熟料编号为600，其矿物组成为:c2s 18.84 ~ 21.58% c3s 58.02 ~ 58.23% c3a 0.37 ~ 7.37% c4af 12.74 ~ 14.74% & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp其中硅酸盐(C3S和C2S)占77.07 ~ 79.6%，熔剂矿物(C3A和C4AF)占15.11 ~ 20.11%，四种矿物总含量为94.71 ~ 97.18%。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp从以上结果中，从右图可以看出，尾矿硅酸盐水泥熟料的矿物组成符合普通硅酸盐水泥熟料的矿物组成要求，因此利用尾矿作为配料可以烧制出质量较好的普通硅酸盐水泥熟料。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp水泥熟料矿物成分的测定有两种方法:直接测定法和根据化学分析结果计算的方法。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp直接测定方法包括岩相分析法、X射线法和化学分析法。 岩相分析是在偏光显微镜下用水泥熟料磨块直接统计出单位面积内各矿物的面积，然后根据其密度计算出各矿物的重量百分比。 这种方法的优点是结果可靠，符合实际情况。 用X射线法测定水泥熟料矿物组成时，由于X射线法对各种矿物有一定的敏感性，所以要求熟料中各种矿物的含量不得低于以下数值:c3s 8% c4af 15%β-c2s 15% Cao 2.5% C3 a6 % MgO 2.5% & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp此外，根据硅酸二钙和铝酸三钙在硼酸和醋酸中溶解度的不同，发展了一种直接定量的化学方法。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp除上述方法外，还可以根据熟料的化学分析数据计算水泥熟料的矿物组成。为了生产出具有一定设计成分的熟料，这种方法是计算生料的唯一可行方法。 此时熟料尚未制备，无法用直接法测定。虽然计算的矿物组成与实际有些出入，但根据计算结果，一般可以说明矿物组成对水泥性能的影响。 因此，这种方法在水泥行业仍被广泛使用。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp有几种计算方法。下面 介绍B.A .金德法计算矿物质含量的公式:& nbsp；& nbsp& nbsp熟料中C3S和C2S含量的计算公式:% C3S = 3.8(3NH-2)Sc & nbsp；%C2S=8.61(1千赫)立方厘米& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp式中SC-水泥熟料中二氧化硅的总百分比减去游离二氧化硅的百分比；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspKH——水泥熟料的石灰饱和系数；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp对于一般成分的熟料，即Al2O3/Fe2O3的分子比大于1，或Al2O3/Fe2O3的重量比(即铁比P)大于0.64，饱和系数(KH)按下式计算:KH =(Cao-Cao tour-1.65 al2o 3-0.70 fe2o 3-0.70 SO3)/[2.80(SiO 2-SiO 2 tour)]& nbsp；& nbsp& nbsp当Al2O3/Fe2O3的分子比小于1或P小于0.64时，不会形成铝酸三钙，但所有的氧化铝和氧化铁都会与氧化钙结合形成铁酸四钙，而过量的氧化铁会形成铁酸二钙。 这时石灰饱和系数KH的值要用下面的公式计算:KH =(Cao-Cao Tour-1.1 al2o 3-0.70 fe2o 3-0.70 SO3)/[2.80(SiO 2-SiO 2 Tour)]:& nbsp；& nbsp& nbsp熔剂矿物(铝酸三钙、铁酸四钙或铁酸二钙)的计算公式如下:& nbsp& nbsp& nbsp熔剂矿物(铝酸三钙、铁酸四钙或铁酸二钙)的计算公式如下:& nbsp当p = (Al2O3/Fe2O3) ≥ 0.64时:% C4AF = 3.04F & nbsp% C3A = 2.65(A-0.64 f)& nbsp；当p = (Al2O3/Fe2O3) ≤ 0.64时，& nbsp% C4AF = 4.77F & nbsp% C2A = 1.70(F-1.57 a)& nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp其中A和F是熟料中Al2O3和Fe2O3的百分比。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp硫酸钙的百分含量按以下公式计算:% caso 4 = 1.7% SO3 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp尾矿烧制硅酸盐水泥熟料矿物组成计算实例如下:& nbsp& nbsp& nbsp例:在直径为φ1×20.5米的回转窑中，利用全粒级尾矿作为配料烧制尾矿硅酸盐水泥熟料。尾矿硅酸盐水泥熟料的化学成分如下:氧化物SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他总百分含量21 . 584 . 313 . 7563 . 082 . 904 . 100:& nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp求:熟料矿物组成:P = al2o 3/fe2o 3 = 4.31/3.75 = 1.15 & nbsp；p = al2o 3/fe2o 3 > 0.64 & nbsp；Kh =(Cao-1.65 al2o 3-0.35 fe2o 3-0.70 SO3)/2.80 SiO 2:=(63.08-1.65×4.31-0.35×3.75)/2.80×21.58 = 0.905 & nbsp；% C3S = 3.8×21.58(3×0.905-2)= 58.5% & nbsp；% C2S = 8.61×21.58(1-0.905)= 17.76% & nbsp；% C3A = 2.65(4.31-0.64×3.75)= 5.06% & nbsp；& nbsp% C4AF = 3.04×3.75 = 11.4% & nbsp；& nbsp%氧化镁= 2.90% & nbsp；其他= 4.38%:总和= 100% 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
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