长期以来研究人员一直在探索利用煤中富含的硅、铝质矿物质成分,在电力生产动力配煤过程中按照水泥熟料率值掺入适量的钙基质添加剂,使混合煤粉在炉内进行燃烧、脱硫和灰化过程中实现粉煤灰矿物组成调整,联产生成性能类似水泥熟料的粉煤灰,将燃煤电力和水泥工业纳入高层次循环经济环节。本文开展了粉煤灰制取Q相-硫铝酸钙矿物试验,根据Q相和硫铝酸钙矿物的化学生成方程式,利用分析纯进行配比探究Q相-硫铝酸钙矿物生成规律,通过Q相-硫铝酸钙矿物形成热力学分析计算,得出Q相-硫铝酸钙矿物生成优先级。本文为粉煤灰制取水泥熟料理论技术研究和水泥熟料煅烧新工艺提供了理论基础。首先,模拟Q相生成方程式来探究Q相及竞争产物硫铝酸钙（3CaO·3Al₂O₃·CaSO₄）生成规律研究,探究两者在煅烧过程中的原料竞争关系和共生关系。利用分析纯按照两者的生成化学方程式设计计算生料配比,设定煅烧温度为1350℃,通过调节分析纯CaO、MgO和CaSO₄的掺入量探究其对两者熟料生成的影响。试验结果表明:随着CaO掺入量的增大,目标产物Q相的衍射强度为先增大后减小然后继续增大;随着分析纯MgO掺入量的增加,Q相的衍射强度变化规律亦为先增大后减小然后继续增大,且当MgO达到一定的掺入量时产生了2CaO·MgO·2SiO₂矿物,造成Q相的产量急剧下降;利用分析纯按照硫铝酸钙（3CaO·3Al₂O₃·CaSO₄）熟料矿物生成方程式制取其熟料矿物的过程中,随着分析纯CaO掺入量的增加,目标产物3CaO·3Al₂O₃·CaSO₄的衍射强度逐渐增大,增强趋势逐渐变缓;随着CaSO4掺入量的增加,3CaO·3Al₂O₃·CaSO₄的衍射强度呈缓慢增大的趋势,且CaSO₄添加量到一定程度后其衍射强度不再继续增加;制取Q相-硫铝酸钙熟料矿物过程中,本试验条件下得到的结论可以看出,3CaO·3Al₂O₃·CaSO₄熟料矿物对于CaO的竞争更有优势,这与其矿物生成方程式的活化能有关。随着CaO掺入量的不断增加,3CaO·3Al₂O₃·CaSO₄的衍射强度仍为先增大后减小然后继续增大,而Q相矿物熟料只有当3CaO·3Al₂O₃·CaSO₄生成反应完全时才会由剩余的游离CaO生成,3CaO·3Al₂O₃·CaSO₄的含量在两者的熟料矿物组成中占主导地位。其次,以粉煤灰、分析纯CaO、MgO和SiO₂为原料,根据粉煤灰与水泥工业原材料粘土质化学组成性质相似的特性,利用粉煤灰来代替粘土质原料配制水泥生料进行煅烧,按照Q相水泥矿物（6CaO·4Al₂O₃·MgO·SiO₂）的分子式对Q相水泥生料配比进行设计计算,配比出9组不同的生料配比方案。试验结果表明:在9组不同分析纯掺比组合下,设定煅烧温度为1350℃,随着分析纯添加剂在混合煤粉中质量分数的增加,生成的熟料矿物组成成分由非活性成分逐渐过渡为出现少量水泥熟料矿物,直至矿物组成主要由水泥熟料矿物组成,且出现目标矿物Q相。试验结果验证了煤粉与分析纯混合制备Q相水泥熟料的可行性。为了获得粉煤灰制取Q相水泥熟料煅烧制度,本文还开展了煅烧温度、煤粉不同筛分目数等影响因素试验探究。试验结果发现,在5组不同煅烧温度条件下,设定在每个温度下保温煅烧30分钟,当温度达到1330℃时,熟料矿物中出现目标矿物Q相,与Q相生成温度1300¹350℃的温度范围相符,温度达到1330℃之后生成的Q相矿物衍射强度增加变缓;随着煤粉与分析纯添加剂粒度的变小,更易于混合煤粉燃烧过程中分析纯添加剂CaO、MgO与煤粉中的矿物质发生反应,生成目标矿物Q相,煤粉目数在180目以上时,才会有目标矿物出现。最后,通过对混合粉煤灰制取Q相-硫铝酸钙系列熟料矿物形成热力学计算分析得出,粉煤灰烧制Q相-硫铝酸钙水泥熟料矿物过程中,生成的熟料矿物反应顺序优先发生的是硅铝酸钙2CaO·Al₂O₃·SiO₂的直接合成反应,接着是钙黄长石2CaO·SiO₂的直接合成反应,随后为Q相的间接合成反应,最后是硫铝酸钙3CaO·3Al₂O₃·CaSO₄的间接合成反应。熟料化学组成矿物生成反应热力学分析结论与试验结果基本一致。