煤矸石的热活化机理的一些知识

煤矸石和高岭石中铝配位的变化符合地质学中知名的Thompson定律，即高温低压铝趋向于四面体配位，在低温高压铝趋向于八面体配位。煤矸石在煅烧过程中六配位铝逐渐转变为四配位铝，750℃煅烧高岭石有五配位铝形成，Ca(OH)2的存在使偏高岭石中部分五配位铝转变成四配位铝；KOH的存在，使600℃和800℃煅烧高岭石的红外光谱中，位于815cm-1附近表征偏高岭石Al-O-Si键振动的吸收峰消失。

对比徐州煤矸石和高岭石可知，徐州煤矸石破碎机主要失水区是从404.5℃开始到558.8℃结束，高岭石的主要失水区是从488.5℃开始到564.9℃结束，表明徐州煤矸石主要脱水区开始的时间和结束的时间早于高岭石。原因是煤矸石中复杂组分降低了其中高岭石的脱水温度。当煤矸石中黏土矿物类型不同，其煅烧温度也不相同。以高岭石为主要矿物的煤矸石，其理想煅烧温度区的确定应根据偏高岭石的形成和消失的温度，即热变产物中有五配位铝存在的温度区，根据煤矸石粉碎机厂家试验和已有文献中不同温度煅烧高岭石的27Al MAS NMR谱，在高岭石的煅烧过程中，偏高岭石出现即五配位铝存在的区域为500~900℃。煤矸石中不同矿物的相互影响会降低煤矸石中高岭石的分解温度，因此，以高岭石为主要矿物的煤矸石的理想煅烧温度应该小于900℃。

黏土矿物理想煅烧温度区的确定是根据铝的配位变化，即黏土矿物中原有六配位铝消失，新的六配位铝尚未形成，该温度区为理想煅烧温度区。原有六配位铝的消失表明黏土矿物结构已经破坏，新的六配位铝还没有形成表明新的结晶相尚未形成。煤矸石中黏土矿物含量以及黏土矿物的种类是影响其煅烧温度的主要因素，因此纯黏土矿物结构的破坏温度和铝配位状态的改变温度，对煤矸石煅烧有一定的参考价值。但由于煤矸石的组成极为复杂，其理想煅烧温度不仅仅取决于所含黏土矿物的种类、数量，还取决于杂质成分和含量等，因此，对于不同的煤矸石，煅烧温度要以黏土矿物和杂质的综合效应来确定。

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