利用高铝粉煤灰制备氧化铝的实验研究

以高铝粉煤灰为原料，以Na2CO3为配料，通过对粉煤灰焙烧，熟料中硅、铝分离，二氧化碳酸化偏铝酸钠溶液等操作制备氢氧化铝。再经煅烧，制备得到氧化铝。实验结果表明，以Na2CO3为配料经中温焙烧，可以将粉煤灰中的莫来石、玻璃相等分解，并转化为霞石（NaAlSiO4），粉煤灰的分解率达到98．96％；用6．73mol／L的HCl溶液浸取焙烧后的熟料，可以使熟料中氧化铝最大程度地分离，且分离率达96．73％；分离后得到的氯化铝溶液进行碱中和，向得到的偏铝酸钠溶液通入二氧化碳，得到Al（OH）3沉淀；氢氧化铝经过煅烧，即可得到氧化铝产品。     

Na_2SO_4对粉煤灰活化提取氧化铝的影响

为研究Na_2SO_4在粉煤灰煅烧过程中与粉煤灰的作用及对粉煤灰活化提取氧化铝的影响,考察了煅烧温度和硫酸钠用量对硫酸酸浸提取氧化铝的影响。利用热重(TG)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等方法探讨了Na_2SO_4在粉煤灰煅烧过程中的作用及机制。结果表明,煅烧温度低于900℃时,Na_2SO_4对粉煤灰活性的促进作用不显著,仅使氧化铝的溶出率由未活化的8%提高至18%左右;XRD和SEM的分析结果表明,煅烧温度低于800℃时,粉煤灰中莫来石、石英等主要物相的变化很小,当煅烧温度升至900℃时,Na_2SO_4发生熔融,粉煤灰内部颗粒之间的粘连比较严重,同时粉煤灰在Na_2SO_4的作用下开始出现霞石等铝硅酸钠盐类物质,但莫来石、石英等物相的变化仍然很小。     

蒸压反应—低温煅烧提取粉煤灰中氧化铝的反应机理

为了探明高铝粉煤灰与石灰在蒸压反应一低温煅烧过程中的反应机理,利用XRD测定了在不同工艺条件下以石灰和高铝粉煤灰为原料,加水混合后在不同温度下蒸压反应后材料体系中物相的形成,以及在700℃和900℃煅烧后材料体系中的物相变化。结果表明,高铝粉煤灰与石灰在100—180℃蒸压反应条件下,生成了水合硅铝酸盐Ca3Al2（SiO4）（OH）8,在700℃和900℃煅烧后材料中即可形成七铝酸十二钙和硅酸二钙,实现粉煤灰中氧化硅和氧化铝的分离,这种工艺对于粉煤灰中提取氧化铝具有实用价值。     

二氧化硅在铝酸钠溶液中的反应行为

采用两种纯硅矿物(白炭黑和高岭土)为原料, 研究二氧化硅在铝酸钠溶液中的反应行为。结果表明: 硅矿物在铝酸钠溶液中的反应行为包括硅矿物分解和硅渣析出两个过程, 两者之间存在动态平衡, 温度升高, 硅矿物反应率升高; 在高温(280 ℃)条件下, 影响硅矿物反应率的主要因素是溶液游离Na₂O_k浓度, 随着游离Na₂O_k的升高, 硅矿物反应率下降; 溶液中氧化铝浓度对硅矿物反应率影响不大; 溶液游离碱和氧化铝浓度升高可阻碍硅渣析出反应的进行, 不利于钠硅渣的形成。研究结果可为低铝硅比铝土矿的铝硅分离提供理论依据。     

内蒙古准格尔燃煤电厂高铝粉煤灰的矿物组成与特征

运用X射线衍射分析（XRD）和带能谱仪的扫描电镜（SEM-EDX）等方法研究了内蒙古准格尔燃煤电厂高铝粉煤灰的矿物学特征.结果表明,飞灰和底灰均由玻璃体、矿物和未燃炭组成.燃煤产物中的矿物有莫来石、刚玉、石英,以及少量方解石和钾长石.莫来石在飞灰中的含量高达37.4%.刚玉可能是高铝粉煤灰中典型的次生矿物.随着飞灰粒径的减小,刚玉含量上升,玻璃体和莫来石含量总体上分别呈减少和略微上升的趋势.莫来石含量在粒径300~360目的飞灰中达到最高值,可能是由于颗粒较小的飞灰虽然在炉膛内停留时间较短,但局部受热温度更高,更有利于莫来石的结晶.     

粉煤灰中有价元素的强化浸出研究

采用焙烧-微波场酸浸联合工艺, 强化粉煤灰中有价元素的浸出。研究表明, 焙烧-酸浸时, 硅、铝、铁的浸出率分别仅有0.72%、40.05%、41.30%; 采用焙烧-微波场酸浸联合工艺, 硅、铝、铁的浸出率分别达到1.63%、59.17%、49.20%, 提高了126%、48%、19%。对原料粉煤灰和焙烧后粉煤灰进行XRD、SEM及EDS分析表明, 焙烧-微波场酸浸联合工艺的强化浸出机理是: 粉煤灰和钠盐混合焙烧破坏了粉煤灰中莫来石的SiO₂-Al₂O₃键, 生成活性高的物质; 同时微波加热能提高反应物分子的内能, 降低反应活化能, 从而加快粉煤灰中有价元素的浸出速率, 缩短反应时间, 提高浸出率。     

铝土矿尾矿烧结合成莫来石反应热力学计算与试验验证

在综合分析铝土尾矿物相组成基础上,基于多相平衡反应热力学原理,分析评价直接高温烧结莫来石的反应过程。结果显示,在1 100℃下,硬水铝石、高岭石等物相之间即可反应;1 600℃下,尾矿烧结过程需消耗标煤约214.7kg/t。烧结试验结果表明,在1 100℃下烧结,铝土尾矿即可反应生成莫来石,并出现中间产物刚玉、方石英与少量赤铁矿;优化烧结温度为1 600℃,最终产物的物相组成为:莫来石89.8%,铁板钛矿7.3%,硅酸钙2.3%,与计算结果相一致,其可作为生产硅莫砖原料使用。     

碳热还原粉煤灰物相变化规律

在感应炉中,空气气氛下,以粉煤灰为原料,木炭为还原剂,不同温度条件下对粉煤灰还原反应过程及合金进行研究。利用XRD,SEM-EDS技术对还原产物进行分析检测。结果表明,碳还原粉煤灰分为4个阶段：（1 373～1 673 K）Fe2O3和碳反应生成铁;（1 773～1 873 K）石英和碳反应生成SiC,莫来石发生分解并与碳反应生成SiC和Al2O3;（1 973～2 173 K）石英除生成较多SiC,还有少量Si生成,部分Al2O3和空气中的氮气生成Al5O6N,并最终分解成Al2O3和AlN;2 273 K氧化铝和SiC,C反应生成Al,Si,AlN和碳反应生成Al。高温下有气态的SiO,Al2O产生,造成部分铝硅损失。合金由3个相组成,3者相互混合存在,除含有较多Al,Si,Fe,Ca外,还含有部分SiC。在合适的配碳量下,Al2O3对SiC的生成有抑制作用。     

粉煤灰制泡沫玻璃陶粒

粉煤灰制泡沫玻璃陶粒是国内尚未开发的新技术。经试验,泡沫玻璃陶粒的质量明显优于粘土陶粒,是质量最好的陶粒,且具有生产成本低、资源丰富、粉煤灰利用量大等特点。泡沫玻璃陶粒以其保温、防水、绝热、吸音、强度高、密度小、耐化学腐蚀、吸水率低等优良性能,被广泛应用于高层建筑墙体材料、屋顶防水材料、高速公路路面材料、保温隔热隔音防火用板材填充材料以及雕塑、装饰、各种工程构件、绿化墙等领域。１粉煤灰的基本工艺性能粉煤灰主要由玻璃体（５０％－８０％）、石英、莫来石等组成。玻璃体是无定形物质,主要由活性氧化硅和活…     

无机盐杂质对铝酸钠溶液晶种分解率的影响

采用对比实验法, 研究了不同类型、不同浓度的无机盐杂质对铝酸钠溶液晶种分解的影响, 并探讨了其影响机理。结果表明, 铝酸钠溶液中氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等杂质的存在对晶种分解会产生不利影响, 当NaCl浓度大于10 g/L、Na₂O_s浓度大于5 g/L、Na₂O_c浓度大于10 g/L时, 均将对铝酸钠溶液晶种分解产生明显的抑制作用。无机盐杂质的存在会影响铝酸钠溶液中氢氧化铝颗粒表面的Zeta电位值, 使Zeta电位变得更负, 不利于氢氧化铝晶体颗粒对铝酸根离子的吸附, 从而对铝酸钠溶液晶种分解产生抑制作用。无机盐杂质使铝酸钠溶液表面张力增大, 也阻碍铝酸根离子在晶体表面的吸附, 对晶种分解产生不利影响。     

磷的化合物对铝酸钠溶液分解过程的影响

研究了磷酸对铝酸钠溶液种分分解的影响.结果表明,磷酸不仅能加速和加深铝酸钠溶液的分解;而且有助于得到高活性、粒度相当的氢氧化铝晶种.该法生产上易于实施,磷酸便宜易得.     

电解锰渣碱浸提硅工艺及动力学研究

研究了电解锰渣碱浸提硅过程中, 浸出时间、浸出温度、氢氧化钠初始浓度、液固比(溶液体积与电解锰渣质量比)和搅拌速率对二氧化硅浸出率的影响, 探讨了电解锰渣中二氧化硅的浸出动力学。结果表明, 当浸出温度130 ℃、浸出时间5 h、氢氧化钠初始浓度12.5 mol/L、液固比5 mL/g、搅拌速率300 r/min时, 二氧化硅浸出率达到82.04%; 90~130 ℃时, 浸出过程遵循受界面化学反应控制的收缩未反应核模型, 化学反应活化能为72.0 kJ/mol, 表观反应级数为1.12。     

低品位锂辉石对铝矾土尾矿制备莫来石基复相陶瓷的影响

在铝矾土尾矿减量消纳利用制备陶瓷材料的基础上,探究低品位锂辉石的助熔作用对制备莫来石基复相陶瓷的影响。在配料—混料—干燥—成型—烧结的制备工艺过程中外加低品位锂辉石,探究外加剂含量(0%、2%、 5%、10%)和烧结温度(850、900、950 ℃ )对莫来石基复相陶瓷物相行为、显微形貌和力学性能的影响规律。 结果表明,经低温烧结制得莫来石基复相陶瓷的主要物相为石英、莫来石、刚玉,提高烧结温度在热力学和动力学方面均有利于莫来石的形成;锂辉石的助熔作用可增加试样中的莫来石和刚玉等优质耐高温物相,在微观形貌上起到支撑骨架作用,有利于提高试样的力学性能;外加 10%低品位锂辉石时,在 950 ℃ 温度下保温 2 h 获得试样的常温抗压强度为 47. 0 MPa、体积密度为 1. 77 g / cm³。     

捕收剂PS作用下铝酸钠溶液种分附聚动力学方程的研究

针对捕收剂PS作用下的铝酸钠溶液的种分,建立了其不同含量作用下铝酸钠溶液的种分附聚动力学方程。从捕收剂对附聚反应活化能的影响变化规律可以看出,在PS含量较低时,可以使附聚反应的活化能降低,从而也降低了普通分子变为活化分子所需的能垒,有助于附聚反应的进行,而PS含量较高时使附聚反应的活化能增大,从而增大了能垒,不利于附聚反应的进行。     

黝铜矿碱性体系制备锑酸钠的试验研究

首先采用碱浸法在硫化钠与氢氧化钠体系中选择性浸出黝铜矿中的锑,然后以碱浸液为原料,采用高温高压氧化沉淀生成锑酸钠。分别研究了碱浸工艺参数对锑浸出率和沉锑工艺参数对锑酸钠沉淀率的影响。结果表明,黝铜矿高温高压下浸出分离锑的最佳条件为:浸出温度150℃、浸出时间6 h、液固比6∶1、硫化钠浓度120 g/L、氢氧化钠浓度80 g/L。在此条件下,锑的浸出率达到80%以上,远高于在低温常压下浸出率仅为45%的指标;黝铜矿浸出液高温高压氧化制备锑酸钠最佳反应条件为:反应时间2 h、氢氧化钠过量系数1.6、氧气压力0.8 MPa、温度150℃,该条件下的沉锑率可高达98%以上。对该方法制备的锑酸钠进行分析的结果显示,所制锑酸钠从产品质量、粒径、形貌上都满足工业需求。     

矾土、煤矸石烧结合成莫来石过程的相组成和显微结构研究

研究了矾土和煤矸石为原料烧结合成莫来石过程的相组成和显微结构,XRD分析表明,在1000~1700℃加热过程的相变化可分为三个阶段:(1)1000~1200℃,一次莫来石形成阶段;(2)1200~1500℃,二次莫来石化阶段;(3)1500~1700℃,液相烧结阶段。通过观察SEM可知,一次莫来石初始出现(1200℃)时,呈发育较差的片状晶体;二次莫来石化完成(1500℃)时,莫来石晶体呈发育不完善的针状或细条状;直至烧结温度(1700℃)时,莫来石晶体呈发育完善长大的柱状,并由其构成交错连锁的网络结构。     

Research on the recycling of valuable metals in spent Al2O3-based catalyst

A new technology was developed to recover multiple valuable elements in the spent Al₂O₃-based catalyst by X-ray phase analysis and exploratory experiments. The experiment results showed: In the condition of roasting temperature of 750 °C and roasting time of 30 min, mol ratio of Na₂O: Al₂O₃ 1.2, the leaching rate of alumina, vanadium and molybdenum in the spent catalyst is 97.2%, 95.8% and 98.9%, respectively. Vanadium and molybdenum in sodium aluminate solution can be recovered by barium hydroxide and barium aluminate, the precipitation rate of vanadium and molybdenum is 94.8% and 92.6%. Al(OH)₃ is prepared from sodium aluminate solution with carbonation decomposition process, and the purity of Al₂O₃ is 99.9% after calcinations, the recovery of alumina can reach 90.6% in the whole process. The Ni–Co concentrate was leached by sulfuric acid, a nickel recovery of 98.2% and over 98.5% cobalt recovery was obtained respectively under the experimental condition of 30% (w/w) H₂SO₄, 80 °C, reaction time 4 h, liquid:solid ratio (8:1) by weight, stirring rate of 800 rpm.     

不同加碱活化方法对粉煤灰合成沸石的影响

粉煤灰中含有一些活性较差的莫来石和石英结晶体,在直接水热条件下,它们很难参与沸石晶体的合成反应,严重影响了粉煤灰合成沸石晶体产品的纯度和结晶度。通过对湿法加碱-煅烧和干法加碱-煅烧两种活化方法的比较,证明了湿法加碱-煅烧方法不仅完全消除了粉煤灰中原有的结晶,生成了大量高活性的硅铝酸盐矿物,而且能在后续的水热合成过程中促进沸石向单晶转化。本文的研究对粉煤灰合成高质量沸石晶体具有一定的指导作用。     

氰化尾渣碱法水热浸出脱石英试验

湖南某黄金冶炼厂的氰化尾渣含金5 g/t以上,其中的主要物相为赤铁矿、石英、白云母,石英包裹黄铁矿与金的共伴生体是导致金不能充分与氰化药剂接触的重要原因。为解决此问题,进行了氰化尾渣碱法水热浸出脱石英工艺条件研究。结果表明,氢氧化钠浓度为25%,体积质量比为2 L/kg,浸出温度为160℃,搅拌速度为400r/min,浸出时间为3 h情况下的脱石英率为57.6%。经过该工艺脱石英,金的浸出率可由4.7%提高到38.4%。