·684 工程科学学报，第40卷，第6期 500m 500u 图4熔融包裹物的显微结构及其放大图.(a),(b)1:(c),(d)2:(e),(03 Fig.4 Microstructures of molten wrappage:(a),(b)1;(c),(d)2*;(e),(f)3 沸石以及钙长石.铁橄榄石、钙铁辉石、钙长石以及 玉和生石灰.结合图6和7可得，低熔点物质(Ca0- 沸石是低熔点物质，其中铁橄榄石和钙铁辉石是低 SiO,-Fe0)生成反应式如下： 熔点物质的主要成分.因此熔融包裹物中的低熔点 SiO,+2FeO=Fe,SiO 物质主要是Ca0-SiO,-Fe0共晶系，这与前面分析 △c9=-44700+18.5TJ小mol-1 (1) 的结果一致. CaO Fe0+2Si0,CaFeSi,O 2.3结圈物形成机制 由前面研究可知，此次结圈形成有两个重要因 △G9=-125283+22.6 TJ.mol-1 (2) 素，一是煤灰与球团粉末反应生成低熔点物质，产生 虽然金属化球团及煤灰中没有检测出FO,但 液相将球团粘连在一起，二是发生了金属铁相粘结 在温度高于570℃时，球团在还原过程中的还原途 球团在还原过程低熔点物质的形成及金属铁相粘结 径为Fe,03→FeO,→FeO→Fe,因此，可推测球团还 会造成结圈现象，下面分别对这两者形成机制进行 原过程中必然会产生较多的FeO,FeO和脉石的主 分析. 要成分SiO2容易生成铁橄榄石.煤灰中含有CaO、 由熔融包裹物X射线衍射分析可知，低熔点物 SiO2和Fe,03,随着Fe,03的还原也会产生Fe0,当煤 相是由还原球团粉末与煤灰生成的，为揭示低熔点 灰与球团粉末混合时，就会形成Ca0-SiO,-Fe0系 物质形成过程，分别对金属化球团和煤灰进行X射 低熔点物质. 线衍射分析，结果如图7所示 由上面分析可知，FO在低熔点物质形成过程 由图7可知，金属化球团的矿物组成是石英、石 中具有重要作用，人们普遍认为Fe0的存在会显著 墨和金属铁，而煤灰的矿物组成为石英、赤铁矿、刚 的降低系统的熔点B.球团粉末及煤灰中的CaO、工程科学学报，第 40 卷，第 6 期 图 4 熔融包裹物的显微结构及其放大图 . ( a) ，( b) 1# ; ( c) ，( d) 2# ; ( e) ，( f) 3# Fig． 4 Microstructures of molten wrappage: ( a) ，( b) 1# ; ( c) ，( d) 2# ; ( e) ，( f) 3# 沸石以及钙长石． 铁橄榄石、钙铁辉石、钙长石以及 沸石是低熔点物质，其中铁橄榄石和钙铁辉石是低 熔点物质的主要成分． 因此熔融包裹物中的低熔点 物质主要是 CaO--SiO2 --FeO 共晶系，这与前面分析 的结果一致． 2. 3 结圈物形成机制 由前面研究可知，此次结圈形成有两个重要因 素，一是煤灰与球团粉末反应生成低熔点物质，产生 液相将球团粘连在一起，二是发生了金属铁相粘结． 球团在还原过程低熔点物质的形成及金属铁相粘结 会造成结圈现象，下面分别对这两者形成机制进行 分析． 由熔融包裹物 X 射线衍射分析可知，低熔点物 相是由还原球团粉末与煤灰生成的，为揭示低熔点 物质形成过程，分别对金属化球团和煤灰进行 X 射 线衍射分析，结果如图 7 所示． 由图 7 可知，金属化球团的矿物组成是石英、石 墨和金属铁，而煤灰的矿物组成为石英、赤铁矿、刚 玉和生石灰． 结合图6 和7 可得，低熔点物质( CaO-- SiO2 --FeO) 生成反应式如下: SiO2 + 2FeO = Fe2 SiO4 ΔG = － 44700 + 18. 5T J·mol － 1 ( 1) CaO + FeO + 2SiO2 = CaFeSi2O6 ΔG = － 125283 + 22. 6T J·mol － 1 ( 2) 虽然金属化球团及煤灰中没有检测出 FeO，但 在温度高于 570 ℃ 时，球团在还原过程中的还原途 径为 Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe，因此，可推测球团还 原过程中必然会产生较多的 FeO，FeO 和脉石的主 要成分 SiO2容易生成铁橄榄石． 煤灰中含有 CaO、 SiO2和 Fe2O3，随着 Fe2O3的还原也会产生 FeO，当煤 灰与球团粉末混合时，就会形成 CaO--SiO2 --FeO 系 低熔点物质． 由上面分析可知，FeO 在低熔点物质形成过程 中具有重要作用，人们普遍认为 FeO 的存在会显著 的降低系统的熔点［32］． 球团粉末及煤灰中的 CaO、 · 486 ·