2008年11月12日洪偉的博士論文答辯，我們團隊對流化床燃煤固硫渣的研究又進了一步！

　　鄭博論文的主要研究內容及結論為：

　　流化床燃煤固硫技術是符合節能環保發展方向的先進煤燃燒技術，但由于目前對其副產物，即流化床燃煤固硫灰渣（以下簡稱固硫灰渣）的特性了解有限，缺乏基礎資料，導致這一技術的推廣應用因固硫灰渣沒有成熟和經濟的綜合利用途徑而受到嚴重影響。

　　固硫灰渣本質上是燒粘土質礦物，用于建材領域是其最重要的資源化利用途徑之一，但固硫灰渣中含有大量的固硫礦物――無水石膏，無水石膏既可以激發固硫灰渣的火山灰活性，又會帶來無法控制的膨脹，使固硫灰渣具有很多獨特的性能，阻礙了建材化利用。本論文圍繞固硫灰渣中的無水石膏展開，利用XRD、SEM和EDS等微觀分析手段系統研究了固硫灰渣中無水石膏的微觀形貌和分布規律；利用化學手段分析了無水石膏在固硫灰渣水化過程中的作用；在此基礎上，研究了固硫灰渣中的無水石膏對其活性及活性行為的影響，提出了基于消除無水石膏影響的固硫灰渣活性評價方法；最后，研究了如何抑制固硫灰渣中無水石膏的膨脹，提出了建材資源化利用的方向。

本論文有以下研究成果：（1）通過XRD和化學分析手段證明了固硫灰渣中含硫礦物幾乎都以Ⅱ型無水石膏形式存在。（2）利用密度分離和篩分方法研究固硫灰渣中無水石膏的形貌和分布規律，發現其不是均勻分布的，而是富集在粒徑小、密度大的固硫灰渣中。（3）通過SEM和EDS能譜分析發現固硫灰和固硫渣中都不同程度存在有致密和疏松的兩種類型顆粒。固硫灰致密顆粒表面結晶較好的突出物主要是無水石膏及一定含量的粘土礦物，疏松顆粒主要是未燃燒的炭；固硫渣致密顆粒表面結晶較好的突出物主要是無水石膏，疏松顆粒表面結晶較好的柱狀顆粒主要是粘土礦物，還吸附了少量的無水石膏。（4）通過反應速率常數K和溶解曲線的測試，表明850℃煅燒2h的無水石膏與固硫灰渣中的無水石膏溶解性能和反應活性相似，可以外摻入固硫灰渣以研究不同無水石膏含量對其性能的影響。（5）通過系統的pH值、鈣礬石和化學結合水的定量測試，證明固硫灰渣中的無水石膏會積極參與并影響固硫灰渣中燒粘土礦物的水化，從而影響活性行為和膨脹性能。（6）固硫灰渣中的無水石膏含量對其火山灰活性的大小沒有影響，但可以明顯影響其活性行為。當無水石膏在系統中的含量在2~4%（以SO3含量計）范圍內時，固硫灰渣的活性行為表現最好，小于這一范圍，無水石膏對固硫灰渣的火山灰活性激發效果差，大于這一范圍，過量的無水石膏會在水化后期生成延遲鈣礬石和二水石膏，破壞已經形成的強度結構，都不利于固硫灰渣的活性行為表現。（7）提出的基于消除無水石膏影響的固硫灰渣活性評價方法，即“水泥熟料膠砂28d抗壓強度比方法”，強調通過控制石膏含量來控制系統SO3含量，通過膠砂流動度來控制用水量，可以真實反映固硫灰渣可應用的火山灰活性。該方法要求固硫灰渣含硫量應在11.6%（以SO3含量計）以內，我國固硫灰渣平均含硫量為7.8%（以SO3含量計），絕大部分適用于此方法。（8）無水石膏是導致固硫灰渣水化膨脹的主要因素。試驗表明選擇能夠促進無水石膏溶解和水化的外加劑可在一定程度上抑制固硫灰渣中無水石膏的膨脹，摻入1%的CaCl2或Na2CO3后，可使28d膠砂線性膨脹率降低約19%；控制固硫灰渣摻量和膠凝體系中的SO3含量，固硫灰渣可以作為水泥混凝土的混合材使用，選擇SO3含量在11.6%以下的固硫灰渣，以30%的摻量與水泥熟料組成的膠凝材料自由線性膨脹率不超過水泥，28天抗壓強度可達到水泥的90%，一年抗壓強度可達到水泥的80%以上，且安定性、凝結時間、抗凍融性能、抗碳化性能等均符合要求。（9）熱養護能消除固硫灰渣中無水石膏的膨脹，用70%的固硫灰渣和30%的水泥熟料混合，通過蒸壓養護后，固硫灰渣水泥熟料制品強度是自然養護條件下試件的2~3倍，28天膠砂抗壓強度達到25MPa。蒸壓后凈漿水化產物中沒有鈣礬石生成，有托貝莫來石生成，水化產物結晶更完善，線性膨脹率僅為直接水中養護凈漿的1/7左右，在5×10-4以下，且隨齡期變化很小。