6. Cấu trúc của luận văn
2.2.1. Cơ sở lý thuyế t
Mục ñích: Trên cơ sở các giản ñồ pha, bằng lý thuyết chúng ta có thể
cơ bản ñịnh hướng cho việc xác ñịnh các thông số công nghệ ban ñầu.
- Khảo sát các quan hệ pha trong hệ CaO–SiO2–H2O (C–S–H) theo nhiệt ñộ và áp suất.
- Giản ñồ pha C–S–H là cơ sở xác ñịnh chế ñộ tổng hợp bao gồm việc xác ñịnh tỷ lệ thành phần cấu tử cũng như chế ñộ phù hợp ñể các phản ứng ñạt mục ñích tạo ra hợp chất CSH tương ứng. Máy nghiền bi Tủ sấy Thiết bị autoclave Lò nung
Hình 2.2. Quan hệ pha của các khoáng trong hệ C-S-H [15]
Trên cơ sở quan hệ pha của các khoáng trong hệ CaO−SiO2−H2O (C−S−H) theo nhiệt ñộ và áp suất, chúng ta có thể nhận thấy ở những khoảng nhiệt ñộ khác nhau và tỷ lệ mol CaO/SiO2 khác nhau thì sẽ hình thành những khoáng khác nhau, như tobermorite-Ca5Si6O16(OH)2.4H2O, xonotlite- Ca6Si6O17(OH)2, foshagite-Ca4Si3O9(OH)2... Nhưng chúng tôi ñặc biệt quan tâm ñến sự hình thành khoáng xonotlite-Ca6(Si6O17)(OH)2, một khoáng dễ hình thành khoáng wollastonite khi mất nước ở nhiệt ñộ cao. Trên cơ sở ñó chúng tôi tiến hành khảo sát sự hình thành xonotlite trong khoảng nhiệt ñộ 170-2100C, với tỷ lệ mol CaO/SiO2 nằm trong phạm vi hợp lý.
Hầu hết các dạng silicon oxide ñều không phản ứng với calcium oxide và nước ở nhiệt ñộ phòng. Nhưng trong khoảng nhiệt ñộ từ 175 ñến 2000
C thì SiO2 phản ứng mạnh với CaO và hơi nước. Do ñó các phản ứng này phải tiến hành trong nồi hấp. Để tổng hợp calcium silicate trong nồi hấp người ta ñi từ nguyên liệu là CaO, cát thạch anh và nước. Hỗn hợp ñược tạo thành dưới áp suất 35 MPa và chế hóa bằng hơi nước áp suất 8.5-14 MPa ở 175-2000
C trong vòng 12-15 giờ [2].
Calcium silicate là kết quả của phản ứng thủy nhiệt giữa SiO2 ñi từ diatomite, muội silica, tro bay, zeolite, SiO2 vô ñịnh hình… với Ca(OH)2 ở dạng bùn ñặc. Kết quả của những phản ứng này hình thành tinh thể tobermorite ở nhiệt ñộ khoảng 1800C. Cơ chế của phản ứng này liên quan ñến sự hình thành của gel calcium silicate trên bề mặt của các hạt SiO2, sự phát tán các gel trong bùn hấp thụ các tinh thể Ca(OH)2 trên bề mặt của các hạt SiO2. Quá trình phát tán ñược tiếp tục lặp ñi lặp lại ở trong bùn, cho ñến khi phản ứng giữa SiO2 và Ca(OH)2 ñược hoàn thành. Những tinh thể tobermorite sẽ ñược hình thành, vì vậy nồng ñộ của gel calcium silicate tăng lên. Nếu ñược nung nóng lên khoảng 2000C thì tinh thể tobermorite chuyển thành xonotlite [50].
Trên cơ sở tạo ra xonotlie tiến hành khảo sát sự hình thành wollastonite theo nhiệt ñộ nung.