活化煤矸石酸浸过程中金属离子的溶出

以HCl作为酸浸介质,考察热活化及碳酸钠助剂+热活化耦合活化两种活化方式下,煤矸石物料在酸浸过程中Al,Fe,Ca,Mg,K和Ti等金属离子的溶出活性,采用X射线衍射光谱(XRD)和红外光谱(IR)对活化前后的物料及酸浸渣进行矿物组成和微观结构表征,并根据金属在煤矸石中的矿物存在形态对金属离子的溶出活性进行解释.结果表明,在750℃热活化作用下,煤矸石中Al,Fe,Ca和Mg大量溶出,K的溶出率很低,Ti基本上不溶出;加碳酸钠助剂活化不仅有利于Al的溶出,同时滤液中金属离子K,Ti和Na也大量溶出,增加了滤液分离提纯和铝产品制备的难度.此外还研究了煤矸石热活化-酸浸工艺过程中金属离子的溶出规律,提出了酸浸预除杂的措施.     

氧化钙添加剂对碳酸钠活化粉煤灰的影响及机理

碳酸钠焙烧粉煤灰是一种反应温度低、氧化铝溶出率高,且可同步实现铝、硅高效分离的活化方式,然而该活化过程中所需助剂耗量较大,成为其大规模产业化应用的瓶颈.借鉴高温(1200~1300 ℃)碱石灰烧结活化粉煤灰工艺,在中温(600~1000 ℃)条件下,采用正交实验和单因素实验方法,分别研究了氧化钙添加对碳酸钠焙烧活化粉煤灰后氧化铝溶出率的影响.结果表明,在中温条件下可通过添加一定比例的氧化钙来部分替代碳酸钠,当m(CFA:Na2CO3:CaO)=1:0.6:0.2时,即可使粉煤灰中的氧化铝溶出率达90%以上.通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射分析(XRD)进一步研究发现,氧化钙之所以可以部分替代碳酸钠,主要是由于低聚合度的硅酸钙形成所导致的.     

高硅高铁粉煤灰制备SiO2的工艺研究

以碳酸钠为活化剂活化粉煤灰,考察原料配方、焙烧条件(温度、时间)、酸浸条件(用量、浓度)、溶胶一凝胶条件(初始浓度、温度)对SiO2产率的影响.结果表明:(1)当m粉煤灰∶m碳酸钠≥1∶1.8或焙烧温度超过850℃时,样品发生烧结无法从坩埚中取出,面致酸浸分解率和SiO2产率为零;(2)粉煤灰在没有助剂条件下进行高温活化,酸浸分解率为24.13％,无SiO2产品;(3)盐酸浓度和溶胶-凝胶液的初始浓度对SiO2的产率基本无影响;(4)温度是影响溶胶-凝胶的显著因素;(5)最佳工艺条件为∶m粉煤灰∶m碳酸钠=1∶1.2、焙烧温度800℃、焙烧时间2h;凝胶-凝胶水浴温度94℃,SiO2的产率可达85.35％.     

高铝煤矸石铝硅分级提取实验研究

分级研究了热活化条件下高铝煤矸石在盐酸和氢氧化钠溶液中的铝硅溶出行为。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和比表面积测定仪（BET）对煤矸石试样做了表征分析。通过正交实验分析了反应温度、反应时间、初始酸碱浓度和固液比对热活化处理后高铝煤矸石中Al2O3和酸浸渣SiO2溶出率的影响。结果表明：酸浸溶出Al2O3反应过程中,固液质量比和酸浸时间对溶出率的影响最为显著,酸浸过程的最优工艺条件：初始盐酸质量分数为20%、酸浸温度为90 ℃、酸浸时间为2.5 h、固液质量比为1∶6,在此条件下,Al2O3的浸取率达82.95%;强碱溶解酸浸渣溶出SiO2反应过程最优工艺条件：碱溶温度为95 ℃、碱溶时间为2.0 h、NaOH质量分数为20%、固液质量比为1∶10,在此条件下SiO2溶出率为69.74%,碱溶温度和碱液浓度对溶出率的影响最为显著。     

从棕刚玉烟灰中高效提取镓的研究

棕刚玉烟灰作为一种常见的二次资源，其主要成分为Si, Al和K；次要成分包括Ga, Fe, Mn, Ca和Mg等，具有很高的回收价值。镓金属需求量逐年攀升，市场价格近年来呈现大幅增长，研究如何从棕刚玉烟灰中回收镓这一方向具有重要意义。通过对棕刚玉烟灰进行常规酸浸、常规碱浸以及钠盐焙烧后浸出试验，确定较佳的棕刚玉烟灰中提镓工艺为钠盐焙烧-酸浸。研究了添加剂种类、焙烧温度、添加剂添加量对镓浸出率的影响，同时探究了提镓过程中三种主要杂质元素Si, Al, K的溶出行为。结果表明，采用常规酸浸时镓的浸出率仅约10%，采用直接碱浸于90℃下浸出3 h，其浸出率可达71.24%。通过焙烧处理后，镓的浸出率远高于直接酸浸和直接碱浸。碳酸钠焙烧时的镓浸出率高于氯化钠焙烧。焙烧样品的浸出方式对镓的浸出率影响显著，由高到低的顺序为酸浸>碱浸>>水浸，最佳的提镓路线为碳酸钠焙烧-酸浸，且焙烧温度和碳酸钠添加量对镓的提取率影响显著，在焙烧温度为850℃，碳酸钠与烟灰质量比为1.0，焙烧时间为2 h，采用浓度为25vol%的硫酸溶液在80℃下浸出3 h时，镓浸出率为98.38%。     

煅烧活化粉煤灰对镓酸浸效果的实验研究

通过高温煅烧法对粉煤灰进行活化,采用酸浸法浸取活化后粉煤灰中的镓。研究了煅烧条件（助剂种类、助剂含量、煅烧温度、煅烧时间）对粉煤灰中镓的浸出效果的影响。采用X射线衍射表征粉煤灰以及不同煅烧条件下所得产物的物相组成,用ICP测定了浸取液中的镓的含量。研究结果表明：在3种助剂（碳酸钠、碳酸钙和氧化钙）中,碳酸钠是粉煤灰活化的最优助剂;碳酸钠与粉煤灰的质量比为1.5∶1、煅烧温度为800 ℃、煅烧时间为120 min时,粉煤灰中镓的浸出量（质量分数）为5.262×10-5。     

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。     

粉煤灰提取氧化铝工艺研究进展

对国内外采用粉煤灰提取氧化铝的工艺方法及研究进展进行了阐述,包括碱法烧结和酸浸法等工艺。文章从粉煤灰的结构和组成入手,通过对学者做过的实验和研究进行分析,分别从各种提取氧化铝工艺的优点和缺点等方面进行阐述,由此得出了今后粉煤灰提取氧化铝技术的研究重点和主要发展方向。以节能减排为指导政策,在完善碱溶法和酸浸法工艺的同时,加大碱溶法活化过程和酸浸法中多种氧化物提取的研究,降低酸浸法对设备的依赖,实现可持续发展。另外,还应该研究开发新的粉煤灰提取氧化铝的工艺,比如微波助溶等。     

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.     

预脱硅-Na_2CO_3焙烧-酸浸工艺提取粉煤灰中的氧化铝

通过"预脱硅-Na_2CO_3焙烧-酸浸"工艺实现从粉煤灰中高效回收氧化铝。按照1:2固液质量体积比(m/V)添加150 g×L~(-1)的NaOH溶液于130℃预脱硅1 h,粉煤灰脱硅效率可达30.0%。脱硅粉煤灰按照1:0.7的Na_2CO_3与SiO_2质量比与Na_2CO_3混合并于900℃焙烧2 h,焙烧熟料再经水洗和4 mol×L~(-1) H_2SO_4浸出1 h,Al的浸提效率可达93.1%,尾渣量仅为初始粉煤灰的20.4%。通过XRD谱图体现的粉煤灰矿相变化揭示了Al的可能浸提机理。相较于工业上应用的石灰石烧结和碱石灰烧结,以及在研究发展中的方法如加压酸浸法,该工艺焙烧温度低、尾渣量少、设备腐蚀小,因而具备实际工程化应用前景。     

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.     

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％.     

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)。     

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)。     

煤矸石和赤泥协同提取氧化铝过程矿相转变研究

开展了煤矸石和赤泥协同提取氧化铝研究,考察了添加赤泥对煤矸石活化提取氧化铝及对助剂碳酸钠消耗量的影响,并利用TG-DSC和XRD研究了赤泥添加对煤矸石活化过程的影响。结果表明,"煤矸石-赤泥-Na_2CO_3"混合样中氧化铝的溶出率随Na/Al摩尔比和煅烧温度的增加而增加,在Al/Si摩尔比为1的条件下,当Na/Al摩尔比为1.2、煅烧温度为850℃时,混合样的氧化铝溶出率可达到91.7%,与碳酸钠直接活化煤矸石相比,碳酸钠消耗量可降低77.9%。TG-DSC和XRD的结果表明,煤矸石、赤泥以及碳酸钠在低于700℃时相互作用比较弱,在高于800℃时三者发生相互作用,赤泥的加入由于调整了样品中的Al/Si摩尔比,使反应的最终物相选择性地向Na∶Al∶Si摩尔比为1∶1∶1的霞石和沸石相转化。     

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。     

煤气化粉煤灰酸浸工艺条件的研究

在常压、较低温度（≤100℃）下,开展了煤气化粉灰硫酸浸出工艺条件的研究。以煤气化粉煤灰中Al2O3的浸出率为主要考察指标,通过单因素条件实验和正交实验,分别考察了粉煤灰活化焙烧温度、酸浸反应温度、酸浸反应时间、硫酸溶液质量浓度、液固比等因素的变化对煤气化粉煤灰中Al2O3浸出率的影响。在无需活化焙烧、不使用助剂的条件下,确定较适宜的酸浸工艺条件为：酸浸反应温度95℃、酸浸反应时间5h、硫酸溶液质量浓度40％、液固比4．5：1;此条件下的重复实验表明煤气化粉煤灰中Al2O3的平均浸出率为94．87％。     

酸浸法提取粉煤灰中氧化铝溶出规律的研究

酸浸法是粉煤灰提铝的主要方法之一。介绍了一种提取粉煤灰中氧化铝的方法,用不同浓度的硫酸作溶剂,用氟化钠作助溶剂,通过一定配比加入粉煤灰中反应。实验结果表明,当温度为沸腾温度、氟化钠添加量为0、硫酸浓度为12 mol/L、溶出时间为150 min时,氧化铝的溶出率可达80.19%。该工艺反应在低温常压下进行,避免了高温烧结工艺,节约了能源,降低了成本,具有较高的实用价值。     

煤矸石和赤泥协同提取氧化铝过程矿相转变研究

开展了煤矸石和赤泥协同提取氧化铝研究，考察了添加赤泥对煤矸石活化提取氧化铝及对助剂碳酸钠消耗量的影响，并利用TG-DSC和XRD研究了赤泥添加对煤矸石活化过程的影响。结果表明，“煤矸石-赤泥-Na₂CO₃”混合样中氧化铝的溶出率随Na/Al摩尔比和煅烧温度的增加而增加，在Al/Si摩尔比为1的条件下，当Na/Al摩尔比为1.2、煅烧温度为850℃时，混合样的氧化铝溶出率可达到91.7%，与碳酸钠直接活化煤矸石相比，碳酸钠消耗量可降低77.9%。TG-DSC和XRD的结果表明，煤矸石、赤泥以及碳酸钠在低于700℃时相互作用比较弱，在高于800℃时三者发生相互作用，赤泥的加入由于调整了样品中的Al/Si摩尔比，使反应的最终物相选择性地向Na∶Al∶Si摩尔比为1∶1∶1的霞石和沸石相转化。     

烧结剂对新疆粉煤灰中锂浸出的作用特性

以新疆燃煤电站典型粉煤灰为研究对象,应用不同烧结剂与粉煤灰分别混合高温煅烧,通过盐酸和硫酸浸出锂,研究了烧结剂种类、煅烧温度、烧结剂添加量、浸出剂种类对锂浸出的影响。另外本文将微波技术应用于锂的浸出,对比研究了微波加热及传统水浴加热对锂浸出的效果。结果表明：碳酸钾、碳酸钠、乙酸钠、氯化钠作为烧结剂活化粉煤灰使锂的浸出效果较好;对于碳酸钠和碳酸氢钠等浸出效果较好的烧结剂,800℃较适宜作为其煅烧温度;盐酸比硫酸溶液更适合作为浸出剂浸出粉煤灰中的锂;微波加热对锂浸出有非常大的优势,微波4min比水浴4h 锂浸出量增加了55%;碳酸钠与碳酸钾混合烧结剂比单一烧结剂表现出更好的活化性能,应用30%碳酸钠和70%碳酸钾混合烧结剂煅烧活化粉煤灰后使灰中锂的浸出率达93%。