时间：2014-05-09 14:53:03
作者：世邦机器
表面结合能评价法煤矸石是由不同种类、不同比例和不同结晶度硅酸盐矿物和其他矿物所组成的复杂体系，其中提供胶凝活性组分的主要是硅酸盐矿物。硅氧四面体是组成硅酸盐矿物的骨架，O对硅的化学环境起着支配作用，O离子极化度的差异是区分不同硅酸盐的基础，O离子极化度的不同会引起硅酸盐矿物Si2p结合能的变化。
根据XPS原理，表面元素的芯能级电子结合能值与该元素的原子在表面所处的化学环境有关，与结构相关；另外，胶凝材料的水硬性主要发生在颗粒表面。因此，材料的表面电子结合能与胶凝活性有一定的关系。笔者从煤矸石矿物组成和结构特性出发研究物料Si2p、A12p结合能和其胶凝材料力学性能之间的关系，煤矸石的综合利用提出用结合能来评价煤矸石活性的新方法，并用矿渣和粉煤灰来验证该方法的准确性。
试验设备及方法固体表面分析已发展为一种常用的仪器分析方法，特别是对于固体材料的分析和元素化学价态分析。根据电子能谱原理，表面元素的能级电子结合能与该元素的原子在表面所处的化学环境（如化学态、化学价等）有关，由于X射线光电子能谱（XPS）具有很高的表面灵敏度，适合于有关涉及表面元素定性和定量分析方面的应用，同样也可以应用于元素化学价态的研究。
X射线光电子能谱基于光电离作用，当一束光子辐照到样品表面时，光子可以被样品中某一元素的原子轨道上的电子所吸收，煤矸石磨粉机使得该电子脱离原子核的束缚，以一定的动能从原子内部发射出来，变成自由的光电子，而原子本身则变成一个激发态的离子。试验采用PHI-5300ESCA能谱仪进行XPS线性分析，采用Mg/Al阳极靶，功率为400W。分析器的通过能量统一设定为37.25eV，为提高碳能量分辨率，分析器的通能设置在17.5eV，并采用位置灵敏检测器进行检测。在XPS分析时，分析室的真空度优于6×10-8Pa，由于采用钛溅射泵系统，碳污染很校用C(1s)石墨的电子结合能进行峰位校正，取值为285eV。
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由于煤矸石具有中等的硬度，耐磨性较差，煤矸石须经破碎方可人磨，如不经破碎人磨，粉磨细度难于控制，磨机产量下降，粉磨电耗高。采用煤矸石代替黏土配料后，生料熟料的AIz03含量会有不同程度的提高，因此应对工艺参数及配料方案进行适当的调整。
煤矸石是我国排放量非常大的工业固体废弃物，煤矸石的长期堆存，占用大量土地，污染大气和水体。
煤矸石的化学成分与黏土相似，其矸石山的风化层和土壤有相似之处，可以在其上面种植植物。
增钙煅烧究竟对煤矸石胶凝活性有何影响，或者说煤矸石的综合利用增钙煅烧是否能够提高煤矸石的胶凝活性都还是值得商榷的问题。
固体废物资源化利用对煤矸石综合利用提出了具体的要求，煤矸石综合利用率要求达到70％，其发展的重点领域为：重点工程采用较高发热量煤矸石发电、利用煤矸石生产线生产建筑材料、筑路、回填、复垦等。
硅酸钾溶液水解形成了大量的(HO)3SiO-、二价正硅酸离子和三价正硅酸离子，从而阻止了煅烧煤矸石的继续溶解，抑制了Al(OH) 的形成
