研磨转速对自燃煤矸石机械活化效果及水化活性的影响研究

《Minerals》:Cross-Scale Investigation of Grinding-Speed-Regulated Mechanical Activation, Energy Efficiency, and Hydration of Spontaneous Combustion Coal Gangue

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月31日 来源:Minerals 2.7

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机械活化被广泛用于提高自燃煤矸石(SCG)的反应活性,但其效果通常通过研磨时间或最终细度来评价,而研磨转速的作用尚不明确。本研究将研磨转速作为独立的活化变量,通过整合粒度分布(PSD)、比表面积(SSA)、Rosin–Rammler分析、分形表征、研磨响应分析和能量评价来考察其影响。水化活性通过TG–DTG、XRD–Rietveld分析和抗压强度进行评估。将转速从200 rpm提高至400 rpm可持续细化SCG颗粒并增大比表面积,而粒度减小和表面生成的研磨响应与转速遵循不同的幂律关系。PSD、RRB和分形结果表明,低转速下以冲击主导破碎为主,300 rpm时转变为冲击–磨剥混合行为,400 rpm时细颗粒团聚加剧。尽管400 rpm下颗粒细化仍在继续,但在三种测试转速中,基于平均测量值计算的能效指数在300 rpm时最高。将转速从300 rpm提高至400 rpm使单位研磨能耗从0.088 kWh/kg增至0.175 kWh/kg,而28天抗压强度仅从34.0 MPa提高至34.8 MPa。S300还显示出较低的残余CH含量和Hc/Mc生成量,表明SCG活化与水泥水化之间存在有效耦合。这些结果表明,研磨转速不仅影响颗粒细化,还影响活化效率;在所研究的条件下,三种测试转速中S300在水化增强与能量需求之间表现出最有利的平衡。
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