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2.2不同灰化温度下烧结灰样的SEM－EDS分析
图2为815℃下晋城煤和麦秆混合灰样的SEM照片及EDS分析。由图2可知，在815℃的灰化温度下，烧结后的晋城煤灰颗粒较小，有较多细小颗粒。而添加了麦秆的烧结后混合灰样中的颗粒团聚较多，有较多细小的碎屑黏附在较大的颗粒周围。
这说明添加了麦秆后的混合灰样烧结现象比较严重。同时从EDS图中可以看出，添加了麦秆的混合灰样与原煤灰样相比，元素中含有较少的Si、Al、Ca和Fe元素，而有较多的Na和K等碱金属元素，这些碱金属元素的存在会导致煤与麦秆混合灰样的烧结温度降低。图3为950℃的灰化温度下晋城煤和麦秆混合灰样的SEM照片。
由图3可以看出，添加了麦秆后的混合灰样中有较多颗粒发生了明显的团聚现象。与815℃下的SEM照片相比，950℃下灰化烧结后的混合灰样颗粒较大，并且有明显的团聚现象。EDS结果表明，与815℃时灰样中的元素相比，原煤灰样中的Ca和Fe元素的含量明显较高。而添加了麦秆的混合灰样中Na、Si、Al含量较原煤灰中增多，而K、Ca和Fe元素含量减少，这可能是因为由K、Ca和Fe组成的矿物质发生低温共融导致灰中发生团聚现象。
图4为1100℃下晋城煤和麦秆混合灰样的SEM照片及EDS分析。由图4中的SEM照片可知，高温灰化后灰样中出现较多大的球形颗粒。这说明，高温灰化使得灰中出现较大程度的反应及矿物转变，灰发生熔融，导致形成高熔点的矿物质，从而出现较高的烧结温度，与图1所示结果一致。而添加麦秆后的烧结混合灰样中有较多细小的碎屑黏附在较大的颗粒周围，这说明添加了麦秆后的混合灰样烧结现象比较严重。此外EDS结果表明，高温灰化后的灰样烧结后包含较高含量的Fe元素，含铁的矿物质本身熔点较高。添加了麦秆后的灰样中包含较高的Si，而Ca、Fe和K都比原灰样中含量降低，说明添加了麦秆后混合灰中发生了熔融，这些矿物质可能熔融成玻璃体状，其元素无法检测到。
因此，由SEM－EDS分析得出，低温灰化获得的灰样中含有较多不规则结构的颗粒。高温灰化过程中的灰颗粒较致密，且形状较规则，尤其能够看到较多球状的颗粒存在，这表明高温灰化样品中发生了熔融现象，并且灰中矿物质发生很大程度的转变。
此外，EDS分析可知，添加了麦秆的低温灰化的混合灰样中含有较多的K、Na元素，而较高灰化温度时麦秆中的Na、K元素挥发，Ca和Fe元素的含量本应升高，然而，Ca和Fe元素却比原灰样中含量降低，这说明混合灰样中发生了熔融现象。
2.3不同灰化温度下烧结灰样的XRD分析
图5为不同温度下的烧结后的晋城煤灰的XRD谱图。在815℃温度下灰化的晋城煤灰中的矿物质主要是石英(SiO2)和钾云母(KAl2(AlSi3)O10(OH)2)[24]。随着温度升高，在950℃时，钾云母消失，出现了莫来石(Al6Si2O13)的衍射峰。另外还出现了硬石膏(CaSO4)、钠长石(NaAlSi3O8)以及透长石((K，Na)(Si，Al)4O8)。随着温度继续升高至1100℃时，硬石膏和钠长石以及透长石消失，出现了钙长石(CaAl2Si2O8)的衍射峰，这说明硬石膏发生了分解，同时发生了从钠长石及透长石向钙长石的转变。
图6为不同灰化温度下的烧结后的晋城煤与麦秆混合灰的XRD谱图。在815℃温度下，添加了10%麦秆的混合灰样中的矿物质同样主要是石英(SiO2)和钾云母(KAl2(AlSi3)O10(OH)2)。随着灰化温度升高至950℃时，钾云母消失，出现了莫来石(Al6Si2O13)、硬石膏(CaSO4)、顽辉石(MgSiO3)的衍射峰，这说明钾云母发生了分解反应，一部分分解产物与灰中钙镁化合物生成了硬石膏和顽辉石，一部分分解产物重新组合生成了莫来石。随着灰化温度继续升高至1100℃时，硬石膏和顽辉石消失，出现了钙长石(CaAl2Si2O8)的衍射峰，且莫来石的衍射峰增强。这说明硬石膏发生分解后，部分分解产物和灰中硅铝盐反应形成新的矿物质钙长石，另一部分形成莫来石，导致莫来石的衍射峰增强。
XRD分析得出，低温灰化的灰样烧结后含有钾云母等碱金属系矿物质，而随着灰化温度的提高，950℃下灰化的灰样中矿物质主要是莫来石、顽辉石和长石类等矿物质，而高温灰化的灰样烧结后检测到钙长石的衍射峰。一般，钾云母作为助融矿物质，可以促使灰样发生熔融，而长石类矿物质易与其他矿物质发生低温共融，因此，低温灰化的烧结后的煤和麦秆混合灰样中因含有较多的含钾等碱金属系助融矿物质[25]，导致混合灰样的烧结温度降低。然而，像钙长石等含钙矿物质本身具有较高的熔点，因而在1100℃时具有较高的烧结温度。
