非金属材料专业毕业设计（论文）外文翻译掺杂硫和磷的化合物对熟料烧成的影响.doc

《非金属材料专业毕业设计（论文）外文翻译掺杂硫和磷的化合物对熟料烧成的影响.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《非金属材料专业毕业设计（论文）外文翻译掺杂硫和磷的化合物对熟料烧成的影响.doc（7页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、掺杂硫和磷的化合物对熟料烧成的影响K.G卡尔沃斯，S.T西维里斯，G.卡卡利摘 要 通过不同的离子导入硫和磷进行天然混合测定来改善熟料的烧成和结构。参考合成混合物和25种分别加入事先准备好的0.5,1.0,1.5,2.0和2.5%化学药品的（硫酸钙，硫化钙，磷酸钙，磷酸氢钙，磷酸二氢钙）改性混合物，确定所有样品中的游离氧化钙的值。作为样本的烧结反应采用热值分析方法。熟料的组成用扫描电镜和EDX检测。可以断定，在原料混合物中，排除含量相对低的填料。磷和硫对熟料烧结反应和组成的影响相当明显，相同的化学元素形成了不同的离子结构（S形成了SO42-,S2-;P形成了PO43-,HPO42-,H2PO4

2、2-）显示了不同的和非常请相互的影响，在天然原料和熟料相当的组成。硫（所有形式）和磷（包括HPO42-）作为反应中的主要化合物对易烧性的影响非常明显。被优先积聚在斜硅钙石中，这种形式远远比-C2S稳定，硫重新出现并且很难和游离氧化钙反应。关键词：水泥，熟料，差热分析，硫，扫描电镜，硫绪 论 过去数年，人们对掺入到水泥生料中的外部离子及其对水泥熟料的形成和性能的影响进行了广泛的讨论。已经发现，少量的无机添加剂，可以大大促进烧结过程的进行，改善熟料的结构和性能，这就是其效果被成功描述卫催化剂的原因之一1-5。 原料和燃料中的硫和硫化物被氧化和固定在熟料中的固相硫酸盐中2。大部分硫形成了天然石膏作为

3、催化剂。但是，事实上。混合料中硫的增加量是有限的，因为水泥中SO3的含量是有限的。 据泰勒研究6在CaO-C2S-C3P系统中，C3S形成主相场。但是在1500下烧成熟料时，加入更多P2O5的不能降低C3S当大部分P被还原为P3+离子的条件下，磷在C2S环境中，氧化条件下形成P5+离子使阿里特晶体急剧减少，PO43-离子降低了液相出现的粘性7据Sychova和Anufriov9报道这种相反的现象，并归因于PO43-有较大的尺寸和较低的流动性。据Syohev和Aolkonskill研究10。P2O5的含量较低导致了原料表面结构的显著下降，据报道，较低的P2O5含量（0.1%化学剂量）改变了混合物

4、的易烧性和阿利特晶体更好的形成环境11磷酸钙用于粘结硫酸钙和氟化钙，尤其在声场熟料和高铝水泥方面9。 本文中，对熟料的烧成和结构的影响是通过不同的离子导入磷和硫，其在熟料中的含量相当于微量元素，检测这些元素是研究外部元素在混合料中的作用及对水泥性能影响工作的一部分。实 验 准备一份由掺入化学剂量碳酸钙，二氧化钙，氧化铝，氧化铁的和矿物组成非常接近水泥的混合料，在1450下烧成。表1表明其化学组成和不同组分的含量化学组成矿物组成CaO68.08C2S65.0SiO222.81C3S15.0Al2O35.84C3A10.0Fe2O33.27C4AF10.0表1 水泥熟料中的化学组分及其含量 25种

5、改性料分别加入0.5,1.0,1.5,2.0，和2.5%化学剂量的硫酸钙，硫化钙，磷酸钙，磷酸氢钙，磷酸二氢钙。磷和硫这两种被研究元素以该演的形式导入，以防止外部离子的副作用。选取硫，磷元素的几种阴离子来研究不同的阴离子在烧结过程中的影响和对水泥生料反应的影响。 所有的样品都被压制成颗粒状，然后在1450的电炉中烧结30分钟，继而取出在空气中急冷。用标准乙二醇测定水泥中的游离氧化钙的含量。烧结过程中掺入1.0%的钙盐，采用不同的分析方法并记录结果。使用梅特勒-托利多TGA/SDTA-1型热重分析仪和若尔TSM-5600型扫描电镜和牛津特意西斯300能量链接色散X-射线光谱仪。结果和讨论测试改性

6、原料的易烧性 在对修正后的原料混合物的反应变化进行评估的基础上，游离氧化钙在1450的含量。图1给出了参考和修正样本在烧结下的游离氧化钙的含量。如图1所示，这两种硫化物都能极大地提高生料的反应速率，这一边比划可能是由于两种硫化物的含量不同所致（44.4%硫化钙，23.5%硫酸钙），然而不同的磷离子对原料的影响是相同的（20.0,22.7,26.5%）。增加磷酸氢钙的作用很明显，而磷酸二氢钙却有增加游离氧化钙含量的副作用，而磷酸氢钙的作用居于两者之间。用差热分析方法研究改性混合物 差热分析方法被广泛应用于研究睡你的烧结和水化12-13。图2给出了参考样本和硫酸钙，硫化钙，磷酸钙，磷酸氢钙，磷酸二

7、氢钙含量1.0%样本的曲线。在所有改性样本记录中（1200-1450）的烧成变化。所有样本的烧成和熟料构成都很完美。 通常情况下，有选择性的增加阴离子对碳酸钙的分解作用没有明显的影响。但是，记录显示，磷酸二氢钙例外，碳酸盐分解结束时转移至较高的温度（77） 记录显示原料中掺入磷酸钙和磷酸二氢钙的贝利特晶体形状不同，和参照样本相比，贝利特的形成温度提高了。襄樊，在其余的样本中观察到相反的现象，即贝利特晶体的形成温度与参照样本相比有所降低。通常，尽管他们的掺杂浓度较低，加入硫，磷化合物对合成混合物的熟料烧结过程的影响不同。自然少杰过程的反应细节很难精确描述（反应同时进行，不同的中间产物，改性的理化

8、过程）。改性熟料的扫描电镜检查图3显示的扫描电镜图片在改性熟料中具有广泛的代表性，其和阿利特、贝利特晶体的大小和形状相同。表2是熟料硅酸盐矿物的组成。通过这些点获得能谱分析。该阶段的主要成分分析在5至8点，由于设备的限制，那些细微颗粒分析的准确性难以获得。在任何情况下，分析这些点的分布导致只有定性增加熟料矿物中某种元素才有意义。该参考样品（图3a）具有典型的熟料质地致密的棱柱阿利特晶体，小圆柱贝利特晶体颗粒及间质材料具有细晶结构含有2.5%的硫酸钙，硫化钙或磷酸氢钙。（图3b，3c，3d）有类似结构。贝利特晶体以圆形颗粒均匀分布，而阿利特晶体的主要晶型，质地为紧凑型柱状晶体，六角形晶体分布在外

9、围。EDX元素分析表明：硫和磷优先纳入间质之间；同时还发现有少量的贝利特晶体。图3e给出了磷酸钙含量2.5%的图片，阿里特晶体的体积较大并且有六角形的。EDX分析检测到了间质中的磷，但是很少存在于硅酸盐中，尤其是贝利特晶体中。图3f给出了磷酸二氢钙含量2.5%样品的图像。游离氧化钙具有特色的单片分布是众所周知的，边界集群共存的C2S颗粒。游离氧化钙和贝利特晶体的存在证明氧化钙和C2S之间的反应并未结束，或者在含有P2O5的条件下（1.25%剂量加入2.5磷酸钙VS1.31%加入2.5%磷酸氢钙和1.16%P2O5加入2.5%磷酸钙）或者贝利特晶体是通过抑制氧化钙的形成，后面的建议似乎是正确的。

10、由于EDX分析表明：磷被优先纳入钙硅酸盐中尤其是C2S中。此外CaO-C2S-C3P相平衡，尤其是C2S的研究显示：磷是通过游离氧化钙进入固体溶液和其他化合物取代氧化钙形成的6,7。贝利特和游离氧化钙与其他样品相比这一事实也比较证实了（图1）和X-射线衍射研究结果。如表2所示：表2:2.5%掺加料的阿利特和贝利特的形状和尺寸分布样本阿利特贝利特尺寸/m外形尺寸/m外形参照物20-30紧凑，棱状，略圆，六边形轮廓棱状5-10小，圆形硫酸钙20-60大，紧凑，棱状，略圆，六边形轮廓棱状5-10小，圆形硫化钙20-80大 紧凑，多边形，略长，棱状5-10小，圆形磷酸钙40-100大，拉长，紧凑，棱状

11、，角5-10小，圆形磷酸氢钙20-50大，紧凑，多边形，外形略圆5-10小，紧凑，圆形磷酸二氢钙20-40大，紧凑，棱状，角10-20面积大，紧凑，球形总结上述结论如下不同离子导入的磷和硫对熟料的影响相当显著。在同一变化下，同样记录的易烧性实验不能视为偶然。硫的两种化合物（SO42-和S2-）展示了类似的效果和熟料结构，但是与磷相比，各种不同的离子展现出了无安全不同的易烧性。与原化合物相比这种影响甚至可逆转。根据对熟料微量元素分析的结果PO43-,HPO42-,H2PO42-优先积聚在贝利特晶体中并且影响其形状和稳定性。另一方面，硫（包括所有形式）和磷（包括HPO42-）主要在熔化过程中溶解。

12、当添加元素积累了贝利特，进一步积聚-C2S。阻碍游离氧化钙的移动。当增加元素被熔解吸收时，对易烧性的作用是积极的，可能是由于熔体性质（粒度和表面张力改变），前一情况下，主要特点是质地大的圆形阿里特颗粒。磷的含量的变化在加热条件下可能影响钙的相变。资料显示，碳酸钙存在时，磷酸二氢钙在1000左右转变为磷酸钙15。PO43-含量大，不能完全溶于C3S，抑制C3S晶体的生长并导致C2SP2O5图像的优先形成和稳定的C2S多角形7。上述资料可以显示磷酸钙和磷酸二氢钙的性能。当加热时磷酸氢钙转化为在1280时融化的CaP2O7，同时熟料的过渡相也开始熔化这也解释了磷主要存在于过渡相的原因（磷酸钙溶解温度

13、高于1600）。结 论从目前的研究得出的结论尽管硫和磷在原料中有相似的低掺杂浓度，单对熟料的形成和组成长生积极的和相当明显的影响。不同离子形成相同的元素由相同的元素组成（S组成SO42-和S2-;P组成了PO43-,HPO42-和H2PO42-）显示了不同的和相当明确的影响原料合成和熟料组成。硫（包括所有形式）和磷（包括HPO42-）主要熔解分散并且对原料的烧成影响显著。磷（包括PO43-或者H2PO42-）被优先积累在贝利特中。这种情况下，- C2S会更稳定，游离氧化钙受到约束。致 谢感谢N.E.Zafeiro poulos博士在样品制备和扫描电镜分析上的帮助。同时本文是亚历山大基金会融资支持的博士（K.G.Kolovos）论文的一部分。 参考文献