中国已成为世界上最大的水泥生产国,2014年的水泥生产量占世界总产量59.3%,在水泥行业实现CO₂减排迫在眉睫。水泥排放烟气CO₂含量高,将O₂/CO₂燃烧技术应用于水泥生产有效可行,可大大降低减排成本。但是气氛的改变,会对分解炉中的生料分解和运行参数产生影响。为此,有必要对水泥生料及其配料的主要成分CaCO₃、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃在分解炉内的协同作用进行研究。本文分别采用热重分析仪和悬浮实验平台对CaCO₃与其他几种水泥生料配料成分SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃在非等温和等温状态下的分解特性和动力学参数进行了实验研究。研究表明在两种温度条件下,相比空气气氛,O₂/CO₂气氛均抑制了CaCO₃的分解,在非等温条件下,CaCO₃在O₂/CO₂气氛中的分解温度明显提高,而在等温条件下,CaCO₃在O₂/CO₂气氛中的分解时间则延长,这是由于高CO₂分压阻碍了CO₂的扩散。在两种温度条件两种气氛下,纯CaCO₃的分解机理模型均偏向于随机成核和随后生长模型,根据一些研究者对于CaCO₃晶体的研究,也验证了CaCO₃晶体的分解是趋向于由点到面的反应过程。在两种温度条件下,CaCO₃的分解在空气气氛下受到影响极小,而在O₂/CO₂气氛下,几种氧化物均对CaCO₃的分解有一定的抑制作用,可能的原因是在高温反应过程中生成了中间产物,堵塞孔隙抑制了分解。在两种温度条件下,三种配料影响程度略有不同,非等温条件下,影响程度大小为:Al₂O₃>SiO₂>Fe₂O₃。而在等温条件下,Al₂O₃与SiO₂影响程度基本相同,但均大于Fe₂O₃。这是由反应中间产物的生成温度,生成种类和升温速率不同决定的。