煅烧温度及气氛对浮选尾煤的火山灰活性及固碳性能的影响

作     者：袁美娟 樊盼盼 鲍卫仁 常丽萍 冯国瑞 韩艳娜 廖俊杰 郭军 YUAN Meijuan;FAN Panpan;BAO Weiren;CHANG Liping;FENG Guorui;HAN Yanna;LIAO Junjie;GUO Jun

作者机构：太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024 太原理工大学煤科学与技术教育部重点实验室山西太原030024 山西能源学院山西太原030024 山西焦煤集团有限责任公司山西太原030024 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2023年第48卷第S1期

页      面：314-324页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：山西省自然科学研究面上资助项目(202203021211137) 山西浙大新材料与化工研究院研发资助项目(2022SX-TD010) 中国博士后科学基金面上资助项目(2021M702049) 

主　　题：尾煤 火山灰 热活化 固碳 胶凝材料 物化结构 

摘      要：经热活化后的浮选尾煤是制备胶凝材料的理想原料,但热活化引起的碳排放极大地限制了其绿色资源化利用。在提高火山灰活性的同时有效减少因热活化产生的碳排放是尾煤大规模工业化利用的前提。利用纯CO_(2)气氛代替烟气中的CO_(2),初步探索了尾煤在烟气中活化同时对CO_(2)捕集的可行性。通过对比空气及CO_(2)气氛煅烧后尾煤的物化性质,分析了活化协同固碳与传统尾煤煅烧的火山灰活性差异以及尾煤的固碳性能。利用XRD、N_(2)吸附及TG分析了2种气氛活化固碳后尾煤的物化结构及固碳性能,利用尾煤与水泥混合后结石体的抗压强度为指标对活化固碳后尾煤的火山灰活性进行了评价,以活化固碳后尾煤中增加的CaCO_(3)质量为指标评价尾煤的固碳性能。通过研究不同龄期结石体的物化结构,揭示了固碳对尾煤水泥水化过程影响的机理。结果表明:空气气氛煅烧尾煤的火山灰活性高于CO_(2)气氛煅烧尾煤。空气及CO_(2)气氛下尾煤最佳活化温度为700℃,火山灰活性贡献率分别为29.98%、15.51%,标准养护至28 d后空气及CO_(2)气氛煅烧后尾煤-水泥结石体的抗压强度较原尾煤-水泥结石体分别增长了29.1%及6.9%;同时,CO_(2)气氛下尾煤在700℃实现最佳固碳效果,固碳率为0.93%。CO_(2)气氛煅烧尾煤参与水泥水化反应,水化后期煅烧尾煤中的活性物质与矿化产物CaCO_(3)对熟料水化及胶凝体系中钙钒石(AFt)的产生起正向促进作用,水化后期结石体比表面积增加、孔隙填充,提高了孔隙密实程度,结石体后期抗压强度显著升高。