碳酸化时间对钢渣碳酸化的影响

对纯钢渣和钢渣混合矿渣两组试样在一定温度、压力、相对湿度和不同时间进行碳酸化养护处理,测试其抗压强度和压蒸安定性。结果表明:经过碳酸化养护反应后,试样中生成大量CaCO3晶体颗粒。随着碳酸化反应时间的延长,两组试样的碳酸化增重率与抗压强度呈现一致的上升趋势。纯钢渣试样的碳酸化反应主要集中于前210 min,在t=60 min时,碳酸化增重率η=9.65%,抗压强度pc=37.1 MPa;钢渣混合矿渣试样的碳酸化反应主要集中于前180 min。当满足压蒸安定性要求时,纯钢渣试样的碳酸化养护时间大于60 min,钢渣混合矿渣试样大于120 min。     

碳酸化养护钢渣混合水泥制备建材制品

采用碳酸化养护技术制备不同配比的钢渣/水泥混合建材制品。将原料混合加水均匀搅拌,在p=3 MPa下压制成型后,碳酸化养护14 h,养护温度T=74℃,p(CO2)=0.15 MPa。结果表明:碳酸化养护过程中试样表面生成较多的CaCO3颗粒状晶体;试样的碳酸化反应比水化反应更易于自发进行;CO2在水中的溶解过程是整个反应的控制步骤,主要矿物碳酸化反应自发进行的趋势顺序为C3SCaOC2SMgO。当m(钢渣)∶m(水泥)=3∶2时,试样S5的碳酸化增重率η为10.44%。制品在碳酸化养护2 h后,抗压强度为20.06 MPa,f-CaO的质量分数由3.25%降至0.34%,压蒸安定性合格。     

镁钙砂碳酸化反应机理研究

采用单一扫描速率（2℃/min）法对镁钙砂细粉的碳酸化反应进行了热分析动力学研究,为镁钙砂颗粒表面碳酸化改性反应动力学研究提供相关信息.研究结果表明,镁钙砂细粉碳酸化反应初期MgO的碳酸化和CaO碳酸化反应前期机理,可用n=2的Avrami-Erofeev随机成核、随后生长模式函数描述,后期（相对转化率大于33%～38%）则可用Jander或Ginstling-brounshtein三维扩散模式函数描述.同时,MgO碳酸化反应产生的体积效应导致CaO反应前期表观活化能大幅度降低.     

白云石煅烧/加压碳酸化循环捕获CO2实验研究

在双固定床反应器系统上采用提高碳酸化反应压力的方法来改善白云石的CO2循环捕获性能.对白云石在不同碳酸化反应压力、温度、碳酸化气氛与煅烧气氛中CO2浓度以及颗粒粒径等条件下的循环碳酸化特性进行测试,并与石灰石的循环特性进行比较.结果表明,提高碳酸化反应压力有利于提高白云石的循环碳酸化转化率.反应压力一定,白云石的碳酸化转化率随碳酸化温度的增加呈先增加后减小的趋势.在700～750℃和0.5 MPa条件下,白云石获得较高的碳酸化转化率.白云石的加压循环碳酸化反应对一定的粒径范围和煅烧气氛具有较好的适应性.白云石的加压循环碳酸化性能较石灰石优越.     

碱环境下单碳型水化碳铝酸钙加速碳酸化机理

单碳型水化碳铝酸钙是钢渣水化后的矿物之一．通过X射线衍射、热重分析、傅里叶红外光谱以及场发射扫描电镜对单碳型水化碳铝酸钙在碱环境下加速碳酸化的矿物衍变进行了分析．结果表明,不同碱浓度下单碳型水化碳铝酸钙加速碳酸化的主要产物为方解石、文石、球霰石和无定形的含铝矿物．随着碱浓度的增加,方解石析晶先受到促进后被抑制;文石析晶先被抑制后受到促进;球霰石析晶则一直被抑制且形成的晶体结构不稳定．在碱浓度为1 mol/L,即pH为14时,单碳型水化碳铝酸钙经碳酸化处理几乎不生成文石,而在碱浓度为0.01 mol/L,即pH为12时,单碳型水化碳铝酸钙碳酸化反应后生成针棒状文石晶体．     

镁钙砂碳酸化反应特性的研究

采用TG-DTG技术对镁钙砂细粉的碳酸化反应特征进行研究，以阐明镁钙砂碳酸化反应特性。结果表明，镁钙砂在碳酸化反应过程中主要是其中CaO发生碳酸化转变成CaCO3；镁钙砂中的MgO因其碳酸化温度较低仅发生轻微碳酸化。且反应产物MgCO3在400℃后即开始分解，所以不会对镁钙砂中CaO的碳酸化反应产生太大影响；镁钙砂中CaO碳酸化反应的最大转化速率出现在700℃附近，而镁钙砂显微结构的差异是造成其碳酸化反应程度远低于氧化钙粉末的主要原因。     

氧化钙碳酸化反应动力学研究

采用单一扫描速率法(2℃/min)对氧化钙粉末在CO2气氛中的碳酸化反应进行了热分析动力学研究。结果表明,氧化钙碳酸化反应的最大转化速率在694℃,与在镁钙砂表面碳酸化改性工艺研究中得到的最佳炉温十分接近;而氧化钙的碳酸化反应可用n=2的Avrami-Erofeev随机成核、随后生长模式(机理)函数描述,相应的表观反应活化能为178kJ·mol-1,频率因子为3.4×108min-1。     

含铁粉尘碳酸化球团孔的结构特性

通过压汞法测量研究了不同CaO含量、不同造球时间的生球以及不同反应温度、不同CO2分压条件下固结生成的碳酸化球团的孔隙结构特征.结果表明:随着CaO含量增加和造球时间延长,生球的平均孔径、显孔隙度、临界孔径和最可几孔径都相应有所降低,生球凝胶孔含量随CaO含量增加而升高,孔隙比表面积增大,利于反应进行的10~300nm孔隙数量增多.优化反应温度、提高CO2分压,有利于促进球团CaCO3微晶大量生成,细化孔径,形成连接桥,冷固结强度显著提高.     

醋酸调质钙基吸收剂的循环碳酸化特性

提出了采用醋酸溶液调质石灰石和白云石的方法来提高它们在循环煅烧-碳酸化过反应过程中吸收CO2的能力.在不同反应条件下分别研究了石灰石和白云石的醋酸化产物醋酸钙和醋酸钙镁在循环煅烧-碳酸化过程中的碳酸化转化率.结果表明:碳酸化温度在600～700℃时,醋酸钙和醋酸钙镁的转化率分别明显高于石灰石和白云石,经过15次循环和20次循环后其碳酸化转化率分别可达0.54和0.6.当煅烧温度从920℃增加到1 050℃时,醋酸钙和醋酸钙镁转化率和抗烧结性能明显优于石灰石和白云石.随着碳酸化气氛中CO2浓度的增加,醋酸钙和醋酸钙镁转化率的增量小于石灰石和白云石.存在最佳的粒径范围使醋酸钙和醋酸钙镁的碳酸化能力最大.虽然醋酸钙镁的碳酸化转化率高于醋酸钙,但单位质量煅烧后的醋酸钙的CO2吸收量大于醋酸钙镁.     

钢渣中游离氧化钙和氧化镁碳酸化反应

在CO2含量为99.9%,压力为0.2 MPa条件下,对钢渣粉进行碳酸化处理,并作为水泥混合材料制成净浆试件,对试件进行压蒸,研究碳酸化反应时间对试件体积安定性的影响．结果表明,随着碳酸化反应时间的延长,钢渣中的硅酸盐、游离CaO、Ca(OH)2和游离MgO等物质与CO2气体进行反应,主要生成CaxMg1-xCO3．掺加未经碳酸化处理钢渣的试件,压蒸后破坏严重;掺加碳酸化反应10 min钢渣的试件膨胀率为1.03%,试件有明显裂纹;掺加碳酸化反应20 min钢渣的试件膨胀率为0.29%,符合国家标准,体积安定性合格．碳酸化处理20 min后,钢渣中游离CaO含量由2.54%降至0.84%,游离MgO含量由3.8%降至2.4%,试块压蒸后未出现Mg(OH)2,镁离子以水化硅酸镁形式存在于无定形物中．