Struktura składników popiołów lotnych o różnej granulacji

• Autorzy: Wons, W. , Murzyn, P. , Kłosek-Wawrzyn, E.

Warianty tytułu

EN

The structure of components of fly ash with different granulation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Popioły lotne powstające w wyniku spalania węgli kamiennych w kotłach pyłowych posiadają specyficzne właściwości, które pozwalają na ich różnorakie zastosowanie. Właściwości te to między innymi kulisty kształt ziaren, duża zawartość szkła glinokrzemianowego oraz skład chemiczny zbliżony do surowców kaolinitowych. W artykule przedstawiono charakterystykę struktury składników popiołów lotnych. W tym celu wykorzystano następujące metody badawcze: rezonans jądrowy 27Al NMR, fourierowską spektroskopię w podczerwieni FTIR oraz analizę składu fazowego XRD/Rietveld. Popioły objęte analizą pochodziły z różnych stref elektrofiltrów, przez co różniły się m.in. uziarnieniem. Badania omawianych popiołów dostarczyły informacje o budowie ich składników oraz wykazały szereg różnic pomiędzy nimi. Wykazano między innymi, że glin w szkle popiołów lotnych występuje jedynie w pozycjach tetraedrycznych, a stopień jego zeszklenia jest tym większy im popiół ma drobniejsze uziarnienie i dodatkowo szkło to charakteryzuje się większą ilością podstawień izomorficznych Si4+↔Al3+ oraz większą ilością wiązań terminalnych Si-O-.

EN

Fly ashes produced by combustion of pulverized hard coal have specific properties that make possible their various applications. These properties include: the spherical grain shape, the high content of aluminosilicate glass, and the chemical composition similar to kaolinite type raw materials. The article presents a detailed description of the structure of components of selected fly ashes. For this purpose, 27Al nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) together with an analysis of the phase composition by XRD/Rietveld were used. The studied ashes of different graining were taken from different zones of electrostatic precipitators. The research provided information about the structure of ash constituents and showed a number of differences between the ashes. It has been proved that the aluminium in the fly ash glassy phase occurred only in the tetrahedral positions and the amount of glass is greater in finer grains. Moreover, the glass is characterized by greater isomorphic substitutions Si4+↔Al3+ and greater amount of terminal Si-O- bonds.

Słowa kluczowe

PL

popioły lotne; mullit; szkło; glin tetraedyczny; glin oktaedryczny

EN

fly ash; mullite; glass; octahedral aluminium; tetrahedral aluminium

• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 67, nr 4
• Strony: 407--412
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Wons, W.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

autor

Murzyn, P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kłosek-Wawrzyn, E.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Dudas, M. J., Warren, C. J.: Submicroscopic structure and characteristics of intermediate-calcium fly ashes, Symposium Proceedings of Material Research Society, vol. 113, (1988), 309-316.
• [2] Małolepszy, J., Wons, W.: Wpływ własności fizykochemicznych popiołów lotnych z węgla kamiennego na wyroby ceramiki budowlanej, Materiały konferencyjne Matbud 2007, (2007), 340-348.
• [3] Hemmings, R. T., Berry, E. E., Cornelius, B. J., Scheetz, B. E.: Speciation in Size and Density Fractionated Fly Ash II. Characterization of a Low-Calcium, High-Iron Fly Ash, MRS Proceedings., 86, (1986), 81–98.
• [4] Hemmings, R. T., Berry, E. E.: Speciation in size and density Fractionated Fly Ash, MRS Proceedings, 65, (1985), 91-104.
• [5] Qian, J. C., Glasser, F. P.: Bulk composition of the glassy phase in some commercial PFA’s, MRS Proceedings, 113, (1988), 39-44.
• [6] Qian, J. C., Lachowski, E. E., Glasser, F. P.: Microstructure and chemical variation in Class F Fly ash glass, MRS Proceedings, 113, (1987), 45.
• [7] Hemmings, R. T., Berry, E. E.: On the glass in coal fly ashes: recent advances, MRS Proceedings, 113, (1988), 3–38.
• [8] Wons, W.: Wpływ właściwości popiołów lotnych z węgla kamiennego na właściwości tworzyw ceramicznych, w Wybrane zagadnienia z dziedziny budownictwa: badania naukowe doktorantów, Monografia, red. A. Wawrzynek, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2009, 353-359.
• [9] Małolepszy, J., Tkaczewska, E.: Wpływ uziarnienia krzemionkowych popiołów lotnych na proces hydratacji i właściwości cementu, Cement Wapno Beton, nr. 6, (2007), 296.
• [10] Le Saout, G., Füllmann, T., Kocaba, V., Scrivener, K.: Quantitative study of cementitous materials by X-ray diffraction/Rietveld analysis using an external standard, 12th International Congress on the Chemistry of Cement, Montréal, Canada, 2007.
• [11] Rehak, P., Kunath-Fandrei, G., Losso, P., Hildmann, B., Schneider, H., Jäger, C.: Study of the coordination in mullites with varying Al:Si ratio by 27Al NMR spectroscopy and X-ray diffraction, American Mineralogist, 83, (1998), 1266-1276.