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.     

粉煤灰中硅酸盐烧结反应过程的研究

本实验研究了以KF为助剂粉煤灰焙烧过程中可能发生的化学反应,并以热力学计算为指导,研究了焙烧温度、焙烧时间和m1(粉煤灰):m2(KF)对反应形成酸溶铝的影响.实验结果表明:在焙烧温度1073 K、焙烧时间1h、m1(粉煤灰):m2(KF)为5:1时,粉煤灰中铝的溶解率可达到95.03%.同时对粉煤灰的热分解过程的动力学研究结果表明,该过程符合Crank-Ginstling-Braunshtein方程,由实验结果计算,其表观活化能为136.56 kJ/mol.     

粉煤灰中镓的浸出试验研究

研究了从粉煤灰中酸法预提取镓的方法;粉煤灰中无添加剂时,焙烧试验条件与浸出试验条件对镓浸出率的影响。对粉煤灰酸浸影响因素做了正交试验,分析了各因素对镓浸出率影响的主次。试验结果表明,浸出温度对镓浸出率影响最大,其次为盐酸浓度和浸出时间,影响因素最小的是固液比。粉煤灰中预提取镓的适宜条件为:焙烧温度1 050℃,焙烧时间1.5 h,酸浸条件为浸出温度80℃,8 mol/L盐酸溶液,浸出时间6.0 h,固液比为1:8的条件下浸出率最高,可达46.37%。     

粉煤灰活化法提取高纯硅、铝的工艺研究

以粉煤灰为原料,探讨了粉煤灰中硅铝同提的提取工艺,通过试验得出了焙烧活化和酸浸的最佳工艺条件。试验结果表明,最佳焙烧时间2h,焙烧温度为900℃,酸浸时浸出温度为200℃,硫酸浓度16mol/L,液固比为0.9:1,粉煤灰硅铝平均提取率可达到82.38%以上,表明该工艺从粉煤灰提取硅铝具有较好的效果,为粉煤灰综合提取多种元素设计了一套切实可行的工艺路线。     

粉煤灰焙烧-酸浸提取氧化铝工艺

采用酸浸法提取淮南某电厂粉煤灰中的Al2O3,通过单因素实验研究了Na2CO3混合焙烧活化工艺和H2SO4酸浸工艺中的各种因素对Al2O3浸出率的影响,确定了工艺最佳条件:焙烧灰碱比为1∶0.9,焙烧时间为2h,焙烧温度为875℃;酸浸H2SO4浓度为3mol/L,酸浸温度为90℃,酸浸时间为2h,液固比为4∶1,Al2O3浸出率可达95%。     

粉煤灰酸法提镓探索研究

针对晋北粉煤灰酸法提铝工艺,探索从粉煤灰中酸法预提镓的方法,研究了焙烧温度、盐酸浓度对镓提取率的影响。结果表明,粉煤灰提镓的适宜条件为:灰样不经焙烧,盐酸浓度为6 mol/L,60℃浸泡8 h,镓浸出率最大,可达44%以上。该实验为从粉煤灰中获得纯金属镓作了初步溶出富集研究。     

复合型絮凝剂聚合氯化铝铁的合成

粉煤灰中含有铝、铁,可以用其制备聚合氯化铝铁絮凝剂。但是,粉煤灰中的铝、硅以复杂的玻璃体红柱石形式存在,酸溶性非常差,需要通过焙烧破坏其中的SiO₂-Al₂O₃键,提高其酸溶性。在粉煤灰中通过添加一定量赤泥来调节混合物中铝铁比值关系,然后用改性粉煤灰和盐酸为主要原料,制备聚合氯化铝铁絮凝剂。粉煤灰活化最佳条件：粉煤灰与赤泥的质量比为0.3、焙烧温度为750 ℃、焙烧时间为2 h。粉煤灰中铝铁溶出最佳条件：盐酸浓度为7 mol/L,液固比为3.5 mL/g,反应温度为85 ℃,反应时间为2.0 h,在此条件下铝铁溶出率高达90.5%。将所得溶液陈化18 h即得到聚合氯化铝铁（PAFC）絮凝剂。絮凝实验结果表明：制得的PAFC的絮凝性能优于聚合氯化铝（PAC）、聚合氯化铁（PFC）。     

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％。     

煤矸石焙烧活化-酸浸提取氧化铝的实验研究

从煤矸石中提取有价金属元素是实现煤矸石综合利用的重要途径之一。以高铁低铝煤矸石中的Al₂O₃为研究对象，采用焙烧法活化煤矸石，以盐酸为浸出介质，研究了焙烧温度、焙烧时间、酸浸温度、盐酸体积分数、酸浸时间和液固比(酸浸1 g煤矸石所用盐酸的体积)对活化物料煤矸石中Al₂O₃浸出的影响，并对煤矸石中Al₂O₃的浸出动力学进行了研究。其中，焙烧温度设置5个水平(550℃,650℃,750℃,850℃,950℃),焙烧时间设置5个水平(0.5 h, 1.5 h, 2.5 h, 3.5 h, 4.5 h),酸浸温度设置5个水平(60℃,80℃,100℃,109℃,120℃),盐酸体积分数设置5个水平(36%,43%,49%,57%,64%),酸浸时间设置5个水平(0.5 h, 1.5 h, 2.5 h, 3.5 h, 4.5 h),液固比设置5个水平(2 mL/g, 3 mL/g, 4 mL/g, 5 mL/g, 6 mL/g)。利用扫描电镜(SEM)和X-射线衍射...     

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)。     

循环流化床灰中铝的浸出行为及动力学研究

以煤矸石电厂循环流化床粉煤灰(CFB灰)为原料,研究了CFB灰中Al2O3酸浸出行为的影响因素及其酸浸出过程动力学。试验结果表明:盐酸浓度6 mol/L、酸浸温度110℃、酸浸时间180 min、液固比为4:1,KF加入量为15%,Al2O3的浸出率为68.46%。CFB灰中Al2O3的浸出过程受扩散和化学反应控制,符合典型的"未反应核收缩模型"。其反应动力学方程可用1-(1-α)1/3=k’t来描述,反应表观级数为1.0875,反应活化能为21.186 kJ/mol。     

准东煤灰提取氧化铝和白炭黑技术研究

为实现准东煤灰的绿色化综合利用,笔者研究设计了从准东煤灰中制取氧化铝和白炭黑的工艺流程,确定了最佳工艺条件,并通过SPSS双变量分析比较不同影响因素对提取率影响程度。试验采用准东煤--将军庙原煤,破碎并用马弗炉模拟煤粉炉静态燃烧方式制取灰样。准东煤灰的成分分析和元素分析表明:SiO2占48.84%,Al2O3占31.26%。参照标准制备灰样,对灰样进行SEM分析,发现粘黏性严重,因此试验前先进行机械研磨。采用煤灰与硫酸铵焙烧法制备氧化铝,工艺分为焙烧过程和酸浸过程。因滤液中含有大量杂质铁、钙等元素,采用pH调节法除杂并对除杂效果进行检验,检验结果为除杂率接近100%。从提铝渣中制备白炭黑分为碱浸过程和多次碳分过程。在提铝工艺焙烧过程中,通过提铝率变化曲线及节能角度确定了各因素的最佳试验条件为:焙烧温度600℃,焙烧时间60 min,焙烧配料比1∶6;在提铝工艺酸浸过程中,得到最佳试验条件为:酸浸温度60℃、酸浸时间20 min、H2SO4浓度0.2 mol/L、酸浸液固比50。从提铝渣制备白炭黑研究中,通过SEM观察到提铝渣疏松多孔,有利于进一步的提硅试验。通过XRD对提铝渣分析,得出提铝渣中含有大量硅、钙元素;用K值法(RIR法)求得提铝渣中Si含量及经提铝后的Si损失率为7.64%。得出碱浸过程最佳试验条件为:碱浸温度60℃、碱浸时间30 min、碱浸NaOH浓度3 mol/L、碱浸液固比70,此时Si提取率为99%。采用多次碳分法进行提硅能够满足不同硅含量纯度要求,得到最佳碱浸工艺条件为碳分pH=9.5、CO2通气速率24 m L/min、碳分NaOH浓度0.2 mol/L、碳分液固比80。通过双变量相关性分析,得到各因素对提铝率、SiO2提取率及H2SiO3沉淀率影响程度大小分别为:焙烧温度>焙烧时间>焙烧配料比,酸浸时间>酸浸温度>H2SO4浓度>酸浸液固比,碱浸液固比>碱浸温度>NaOH浓度>碱浸时间,碳分pH>碳分液固比>碳分NaOH浓度>CO2通气速率。通过经济性及可行性分析,说明提出的工艺能有效实现准东煤灰的绿色化综合利用。从提铝后的滤液中重新提取(NH4)2SO4,实现生产原料的再利用;碳分过程后的Na2CO3溶液可通过加入石灰苛化的方式实现NaOH可循环利用于提取工艺生产;本工艺除生产氧化铝和白炭黑外,还能获得Na2SO4等附加产品。     

煤灰渣酸浸提铝试验

为实现煤炭资源化分级利用,对东北某热电厂循环流化床锅炉灰渣进行提铝研究。用硫酸在不同的反应条件下酸浸,以获得较高的铝浸出率和合适的酸浸条件,产品为富含硫酸铝的酸浸液和高硅提铝残渣。酸浸实验结果表明,较为合适的酸浸条件为:5mol/L的硫酸、105～110℃的酸浸温度、2h的反应时间和1:3的固液比,此时铝浸出率为91.5%,提铝残渣中SiO₂含量高达87.6%。X射线衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明,原始煤灰渣中的铝元素主要以非晶态的化合物形式存在,而非晶态物质具有较高的化学反应活性,促成了较高的铝浸出率。因此,这种循环流化床锅炉的灰渣酸浸提铝提硅较为合适。     

聚硅氯化铝铁絮凝剂的制备及应用研究

以工业固废赤泥、粉煤灰以及盐酸等为原料,采用酸浸的工艺制备聚硅氯化铝铁絮凝剂。初步研究了该絮凝剂的生产工艺条件及产品对皮革废水的絮凝效果。实验结果表明：制备聚硅氯化铝铁絮凝剂的最佳工艺条件为粉煤灰和赤泥的质量比为1∶2,焙烧温度为850 ℃,液固体积质量比为5 mL/g,在此条件下原料中铁的最大浸出率为73.9%。絮凝剂对皮革废水的最佳投放量为250 mg/L,产品对皮革废水COD、SS的去除率可高达73.91%、97.86%,处理过的水透光度高。     

粉煤灰与硫酸氢铵焙烧反应动力学

提出了NH4HSO4法焙烧粉煤灰提取Al2O3的新方法,考察了焙烧温度、粉煤灰中Al2O3与NH4HSO4摩尔比对粉煤灰中Al反应率的影响,研究了粉煤灰与NH4HSO4焙烧反应动力学. 结果表明,粉煤灰与NH4HSO4焙烧反应受固体产物层扩散控制,300, 350, 400℃下的反应速率常数分别为1.25′10-3, 1.56′10-3, 1.89′10-3 min-1,反应活化能为17.19 kJ/mol,反应动力学方程为1-2/3a-(1-a)2/3=0.0422exp[-17190/(RT)]t,最佳工艺条件为：焙烧温度400℃,Al2O3与NH4HSO4摩尔比1:8,焙烧时间60 min;该条件下Al反应率达90%以上,主要产物为NH4Al(SO4)2和NH4Fe(SO4)2.     

碳酸钠熔融法提取粉煤灰中铝和铁的研究

研究了粉煤灰的前期预处理以及酸浸活化后的粉煤灰中铁离子与铝离子浸出的影响因素.试验表明：煅烧能将粉煤灰中的有机质除去,并不能起到活化作用.粉煤灰中未燃烧碳在800℃焙烧2.5h可完全去除,用3 mol/L的HCl,固液比为1 g固体、10 mL液体,常温下,600 r/min反应2h后Fe、Al的浸出率最大.