电厂粉煤灰活化工艺参数的研究

利用机械研磨-碳酸钠混合焙烧对粉煤灰进行活化,探讨了机械研磨时间对粒度和真密度的影响,研究了焙烧条件对铝浸出率的影响。结果表明,在机械研磨及碳酸钠混合焙烧联合作用下,粉煤灰中惰性硅铝组分可得到充分活化。最佳活化工艺参数为:球磨时间40 min,灰碱质量比1∶0.40,焙烧温度875℃,焙烧时间2 h。烧结熟料主要成分为霞石相(NaAlSiO_4)。     

高铝粉煤灰碳酸钠焙烧与酸浸提铝的动力学

以内蒙古高铝粉煤灰(Al2O3/SiO2质量比1.24)为原料,采用Na2CO3焙烧活化-盐酸浸取法提铝,考察了焙烧温度、时间和碳酸钠/粉煤灰质量比的影响,对焙烧活化及酸浸提铝动力学进行研究,分析了提铝机理. 结果表明,高温活化条件下,粉煤灰中的莫来石及SiO2与Na2CO3反应生成NaAlSiO4, Al2O3和Na2SiO3,酸浸后铝浸出率超过94.99%;活化过程符合Crank-Ginstling-Braunshtein模型,表观活化能为117.06 kJ/mol,活化反应受固膜扩散控制.     

粉煤灰-碳酸钠活化工艺的实验研究

以碳酸钠为活化剂活化粉煤灰,考察碳酸钠和粉煤灰体系的含水量、粒度、质量配比、升温方式、放置位置、活化温度、活化时间对活化效果的影响,通过焙烧样品的烧结情况、质地、是否易取、酸浸分解率进行评价。结果表明,以碳酸钠活化粉煤灰,活化温度和体系质量配比是引起体系烧结的主要因素;将140~160目的绝干物料按质量比1:1.2配料后混合均匀,800℃焙烧2 h,分解率可达97.34%,且样品质地蓬松,易取出。     

粉煤灰酸浸提铝及其动力学

对KF为助剂焙烧活化粉煤灰酸浸提铝过程进行了研究,考察了粉煤灰焙烧活化和盐酸浸出条件对粉煤灰中铝浸出率的影响及其浸出过程动力学. 结果表明,焙烧活化优化条件为：时间1 h、温度800℃、粉煤灰与KF质量比为20:4. 浸出温度90℃、浸出时间2 h、盐酸浓度4 mol/L、液固比4 mL/g的条件下,铝提取率达到92.46%. 粉煤灰烧结产物加热酸浸过程符合收缩未反应核模型,反应级数为0.3718,反应活化能为43.49 kJ/mol,过程速率为化学反应速率控制.     

粉煤灰浸提活性激发实验研究

对粉煤灰的浸提工艺(直接酸液浸提和直接碱液浸提)、活化方式(机械活化、微波活化和马弗炉活化),以及马弗炉活化时是否添加碳酸钠助剂等进行研究,讨论粉煤灰浸提活性的激发方法.结果表明:直接酸浸或碱浸粉煤灰,其溶出率分别为4.50%和10.05%;在碳酸钠助剂存在下,马弗炉活化粉煤灰熟料的酸浸溶出率高达97.34%,较不添加碳酸钠助剂时提高73.21%;机械活化和微波活化粉煤灰熟料的酸浸溶出率均为11.00%.利用XRD,SEM和FTIR对粉煤灰原料和焙烧产物进行表征,结果显示,粉煤灰由难溶的莫来石和致密的球形颗粒等形态转变成易溶于酸的霞石相NaAlSiO_4,可进一步说明添加碳酸钠助剂的必要性和马弗炉高温化学热活化工艺的优势.对于粉煤灰的分级提取,添加碳酸钠助剂并采用马弗炉进行高温热活化,是一种行之有效的方法.     

粉煤灰为原料碱熔融-超临界水热合成沸石的研究

以粉煤灰为原料,采用碱熔融-超临界水热法合成粉煤灰沸石。考察了碱熔融预处理过程中碱的种类、焙烧温度、碱灰比对粉煤灰活化效果的影响;研究了粉煤灰沸石合成过程中晶化温度、碱液浓度、晶化时间、液固比和硅铝摩尔比等对粉煤灰沸石生成的影响,优化合成条件。结果表明:Na_2CO_3为活化剂,碱灰比为1.2∶1,850℃下焙烧3 h对粉煤灰的活化效果最好;经碱熔融预处理的粉煤灰与水混合在超临界水热条件下可合成钙霞石,且最佳晶化条件为加蒸馏水,液固比为5∶1,晶化温度为400℃,晶化时间为5 min,硅铝摩尔比为2.5∶1。     

粉煤灰焙烧活化过程中矿物质变化规律

为探究不同活化剂对粉煤灰活化作用机理,选取燃烧和气化2种工艺的粉煤灰,分别与碳酸钠、碳酸钙、硫酸铵和浓硫酸混合后焙烧活化,采用XRD分析焙烧活化后的矿物质变化规律,结果表明:燃烧灰中铝元素主要以莫来石形式存在,气化灰主要以透辉石形式存在,碳酸钠焙烧活化后主要形成霞石,最佳活化温度为1 000℃;碳酸钙焙烧活化后主要生成钙长石,最佳活化温度为1 300℃;硫酸铵焙烧活后主要形成硫酸铝铵,最佳活化温度为500℃,在550℃时硫酸铝铵分解生成硫酸铝,硫酸铵活化可生成含硫和含氮气体;硫酸焙烧活化后主要生成硫酸铝,最佳活化温度为400℃。活化过程中气化灰中的钙易形成硬石膏,提高活化剂硫酸铵和硫酸的用量。4种活化剂的活化温度依次为碳酸钙碳酸钠硫酸铵浓硫酸,因此活化温度低的浓硫酸活化法更具有发展前景。     

复合助剂活化粉煤灰对镓酸浸效果的研究

粉煤灰中的莫来石是从粉煤灰中提取铝镓的主要来源,是一种反应活性很低的物质,直接浸取法得到的铝镓的含量很低。为了从高铝粉煤灰中浸取较高含量的镓,以碳酸钠和氯化钠为助剂煅烧活化粉煤灰,采用酸浸法对活化后的粉煤灰进行处理,得到含镓的浸取液。研究了氯化钠质量分数、煅烧温度和煅烧时间对镓浸出效果的影响。采用X射线衍射(XRD)表征了加入氯化钠前后粉煤灰活化产物的物相组成,用ICP测定浸取液中镓的质量分数。实验结果表明:温度为800℃,煅烧时间为120 min,氯化钠质量为粉煤灰碳酸钠质量的8%时,浸取出的镓的质量分数为56.10 g/t,说明此时粉煤灰的活化效果较好。     

NaHCO3改性粉煤灰热力学分析及 焙烧工艺条件的研究

昆明电厂粉煤灰富含氧化铝、氧化铁,提取金属氧化物的关键是破坏莫来石晶相.对碳酸氢钠改性粉煤灰焙烧过程进行了热力学分析,绘制了各反应Gibbs自由能变与温度的关系图.结果表明,在碳酸氢钠稳定的温度范围内碳酸氢钠不能对粉煤灰进行改性,碳酸氢钠的分解产物碳酸钠在600 K以上温度会逐渐对粉煤灰进行改性.改性产物经XRD分析表征为酸溶性优良的铝硅酸钠.考察了以碳酸氢钠改性粉煤灰焙烧工艺条件对铝铁浸出率的影响.结果表明,改性剂与粉煤灰的质量比为0.7:1,焙烧时间为45 min,焙烧温度为800℃,铝、铁的浸出率分别达94.78％、91.55％.     

高铝粉煤灰的活化

以碳酸钠为活化剂,研究了粉煤灰提取氧化铝过程中物料煅烧参数及活化机理.通过X射线衍射表征了粉煤灰在碳酸钠活化前后物相的变化,分析了煅烧温度、煅烧时间以及粉煤灰与碳酸钠的配比等因素对莫来石反应完全程度的影响规律.结果表明:在碱溶前,粉煤灰主要为莫来石和玻璃相,碱溶后,粉煤灰熟料的物相主要为可溶性强的霞石.粉煤灰与碳酸钠的混合比例为1:0.85,煅烧时间为90 min,煅烧温度为880℃,氧化铝浸出率为69.3％.