新法铝热炼镁还原渣提取高白氢氧化铝

新法铝热炼镁工艺以白云石和菱镁石为原料、以铝粉为还原剂,在真空还原获得金属镁的同时得到富含CaO·2Al₂O₃的还原渣,该还原渣可通过氢氧化钠和碳酸钠的混合碱液溶出得到铝酸钠溶液,并通过碳酸化分解制备氢氧化铝。以该工艺所得还原渣为原料,系统地研究各溶出条件对氧化铝溶出率的影响,并对碳分所得氢氧化铝进行性能检测。结果表明,在氢氧化钠浓度80 g·L^-1、碳碱浓度110 g·L^-1、溶出时间120 min、溶出温度95℃、液固比为6的条件下,炼镁还原渣中氧化铝的溶出率在85%以上。氢氧化铝产品白度均大于98,平均粒径为26.98 μm,能够达到高白氢氧化铝的要求。     

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。     

微波辅助碱溶法从高岭土尾矿中提取氧化铝的研究

本文以高岭土和氢氧化钠为主要原料,在微波辅助下用碱溶法提取氧化铝。研究了微波辅助碱溶法的溶出工艺和溶出性能,并系统讨论了反应阶段反应的微波时间、焙烧温度、微波功率、反应温度、氢氧化钠质量分数以及液固质量比对氧化铝溶出率的影响。通过试验研究,优化出最佳溶出工艺条件为：微波时间120min,焙烧温度450℃,微波功率600w,反应温度85℃,氢氧化钠质量分数为50％,液固质量比为30：1。该条件下氧化铝的溶出率为61．17％。     

碱法提高铝硅矿物的铝硅比

采用NaOH溶液时铝硅矿物进行预脱硅处理,测出溶渣中SiO2和Al1O3的含量,计算得出渣中的铝硅比.考察液固比、溶出温度、溶出时间、碱浓度等因素对铝硅矿物溶出后渣中铝硅比的影响.实验表明,在液固比为40∶1、温度95℃、溶出时间3 h、40%碱浓度条件下,矿物的脱硅率可达55%以上.预脱硅后渣中铝硅比由0.89提高到...     

体型化NaA分子筛的制备研究

以粉煤灰一步酸溶法提取氧化铝剩余的酸溶渣为原料制备具有一定强度的地质聚合物,经过水热反应原位转化NaA分子筛。通过研究合成过程中的硅铝比、碱量、液固比等因素对制备体型化分子筛的影响,得到了制备酸溶渣基地质聚合物原位转化NaA型分子筛的最佳条件：在二氧化硅与三氧化二铝物质的量比为1.8、氧化钠与三氧化二铝物质的量比为1.0、水与酸溶渣质量比为1.2条件下制备出地质聚合物,之后在0.5 mol/L的75 mL氢氧化钠溶液中晶化,在晶化温度为100 ℃、晶化时间为8 h条件下可以制备出晶相单一、结晶度高的NaA体型化分子筛。制备的NaA体型化分子筛具有明显的立方体形貌,颗粒分布均匀,孔径为0.685 nm,比表面积为86.75 m²/g,抗压强度为4.5 MPa。     

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。     

硅藻精土制备硅酸钠工艺研究

硅藻土的主要化学成分是非晶质二氧化硅。以临江低品位硅藻土矿选矿精土为原料,采用水热碱溶法进行碱溶制备硅酸钠工艺的研究。以硅藻精土中二氧化硅的溶出率以及制得硅酸钠的硅钠比作为评价指标,研究了碱溶时间、碱溶温度、液固质量比以及碱土质量比对二氧化硅溶出率和硅酸钠硅钠比的影响规律。结果表明,在其他条件相同的情况下,碱土比越大,二氧化硅溶出率越高,硅酸钠的硅钠比越小。在碱溶时间为90 min、碱溶温度为 96 ℃、液固质量比为2.5、碱土质量比为1.24条件下,二氧化硅的溶出率为93.22%,硅酸钠的硅钠比为0.96,硅酸钠的产出率为100 g硅藻精土可制得硅酸钠169.35 g。     

二次铝灰中氧化铝碱溶研究

通过碱溶法从二次铝灰中提取氧化铝,探讨了固液比、碱液浓度、反应温度和反应时间等因素对氧化铝溶出率的影响。结果显示,在固液质量体积比为0.08 g/mL、碱液质量浓度为248 g/L、反应温度为250℃、反应时间为3 h和反应搅拌转速为400 r/min的实验条件下,氧化铝溶出率为98.6%;通过对二次铝灰中氧化铝溶出率、溶液苛性比和标准氧化铝-氧化钠-水系平衡图等指标进行分析,表明二次铝灰具有良好的碱溶性能。     

一种从硫铁矿尾矿中综合回收铝、硅、钛的方法

本发明公开了一种从硫铁矿尾矿中综合回收铝、硅、钛的方法。硫铁矿浮选尾矿经氧化煅烧,采用氢氧化钠溶液搅拌溶出尾矿焙砂中的二氧化硅,固液分离后的固体产物为氧化铝精矿,液体产物为含硅碱溶液;以氧化铝精矿为原料,采用拜耳法工艺提取氧化铝,拜耳法白泥除杂后制取富钛料;含硅碱溶液中加入活性生石灰,控制硅酸钠与氧化钙的合成     

利用铝型材厂废铝渣制备聚合氯化铝的研究

以铝渣为原料,研究聚合氯化铝的制备工艺。通过单因素实验法考察了反应温度、反应时间、盐酸浓度、液料比（盐酸铝渣体积质量比）4个因素对氧化铝溶出率的影响。在单因素实验的基础上,通过正交实验,确定最佳工艺条件为：反应温度为90 ℃、反应时间为30 min、盐酸浓度为8 mol/L、液料比为1.5 mL/g。在最优的条件下,氧化铝的溶出率为13.01%。将自制的聚合氯化铝用于处理造纸中段废水,结果令人满意。     

粉煤灰为原料水热合成ZSM-5沸石的工艺条件

以工业废弃物粉煤灰为初始原料,经酸处理除杂、碱处理活化后,采用常规水热法合成高纯ZSM-5沸石。考察酸处理过程的温度、时间和酸浓度等对酸浸取效果的影响,以及碱处理过程的焙烧温度和碱灰质量比等对碱熔活化的影响,采用XRF、XRD、SEM以及N2吸附-脱附等手段对各阶段样品进行表征。结果表明,盐酸处理可以除去粉煤灰中氧化钙、氧化铁等绝大部分碱性氧化物杂质,最适宜酸处理条件下所得粉煤灰中氧化硅和氧化铝质量分数之和由51.51%上升到处理后的85.37%;以最适宜高温氢氧化钠碱熔活化条件下所得活性硅铝溶液为原料,水热合成类似球状结构并具有较高比表面积和相对结晶度的高纯ZSM-5沸石,进而获得粉煤灰水热合成ZSM-5沸石的最佳工艺条件。     

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。     

Resistance of sodium polyphosphate-modified fly ash/calcium aluminate blend cements to hot H2SO4 solution

Sodium polyphosphate-modified Class F fly ash/calcium aluminate blend (SFCB) cements were prepared at room temperature and their resistance to hot acid erosion was evaluated by submerging them in H₂SO₄ solution (pH 1.6) at 90°C. Sodium polyphosphate preferentially reacted with calcium aluminate cement (CAC) to form amorphous Ca(HPO₄).xH₂O and Al₂O₃.xH₂O gel, rather than fly ash. These amorphous reaction products, which bound the partially reacted and unreacted CAC and fly ash particles into a coherent mass, were responsible for strengthening and densifying the SFCB specimens at room temperature, playing an essential role in mitigating their acid erosion. In these cements, the extent of acid erosion depended primarily on the ratio of fly ash/CAC; namely, those with a higher ratio underwent a severe erosion. This effect was due to the formation of a porous structure, which allowed acid to permeate the cement easily, diminishing the protective activity of Ca(HPO₄).xH₂O and Al₂O₃.xH₂O gel against H₂SO₄.     

Alkaline hydrothermal zeolites synthesized from high SiO2 and Al2O3 co-disposal fly ash filtrates

A co-disposal reaction was used wherein fly ash (FA) was reacted with acid mine drainage (AMD), to collect filtrates for zeolite synthesis. Raw fly ash as well as fly ash leached with HCl were subjected to the same alkaline hydrothermal zeolite synthesis conditions, as for the co-disposal filtrates, in order to evaluate the zeolitic material obtained. The Si and Al contents of the fly ash (FA) filtrates were used as precursor species for the alkaline hydrothermal conversion of the fly ash filtrates into zeolites. These filtrates were then analysed by XRF spectrometry for quantitative determination of SiO₂ and Al₂O₃. The [SiO₂]/[Al₂O₃] ratio obtained in the filtrates range from 1.4 to 2.5. The [SiO₂]/[Al₂O₃] ratio was used to predict whether the fly ash filtrates could successfully be converted into faujasite zeolitic material by the adopted synthesis procedures. If the [SiO₂]/[Al₂O₃] ratio is higher than 1.5 in the co-disposal filtrates, it favours the formation of faujasite. The zeolite synthesis included an alkaline fusion of the co-disposal filtrates, followed by aging for 8 hours and hydrothermal conversion by crystallisation at 100 °C. Different variables were investigated during the synthesis of zeolite to ascertain their influence on the end product. These variables include adding different amounts of deionised water to the FA-related starting material, using different compositions of FA related starting material and different FA:NaOH ratios in fusing the starting material.     

硫铝酸钙的氧化铝溶出性能

使用分析纯CaCO₃、Al₂O₃与CaSO₄·2H₂O配料,在1375℃、保温2 h的条件下合成了纯物相硫铝酸钙3CaO·3Al₂O₃·CaSO₄（C₄A₃S）,对其物相组成和微观形貌进行了表征。并探究了碳碱浓度、苛碱浓度、溶出温度、溶出时间、粒度等因素对C₄A₃S氧化铝溶出性能的影响。结果表明：C₄A₃S的氧化铝溶出性能随着碳碱与苛碱浓度的增加先提高,之后趋于稳定。粒度越小,溶出率越高。与七铝酸十二钙12CaO·7Al₂O₃（C₁₂A₇）相比,C₄A₃S的孔洞状结构使其氧化铝更易溶出,在10 min时氧化铝溶出率即达到98%以上,且溶出所需的碳碱浓度与溶出温度均低于C₁₂A₇。在最佳条件：碳碱80 g·L^-1、苛碱10 g·L^-1、溶出温度80℃、溶出时间10 min下,C₄A₃S的氧化铝溶出率为98.76%。     

城市污泥对五彩湾高钠煤灰熔融特性的影响

通过X射线衍射（XRD）谱图分析结合灰熔融温度测定,研究了五彩湾高钠煤灰中矿物转化机理及城市污泥对高钠煤灰分特性的影响。试验结果表明：当污泥添加质量比为S/C（sludge/coal）=4时,结渣指数（F_s）_sludge=1150℃,污泥提高灰熔融温度程度较小。对污泥改性使其（SiO₂/Al₂O₃）物质的量比为2,添加至煤中,当S/C > 1时,F_s > 1235℃,灰熔融温度明显提高。R_b/a、R_b/a（+P）、R_b/a×Na等指标可良好预测高钠煤与污泥混合物燃烧的沾污、结渣倾向。煤在空气气氛下,燃烧温度800～1100℃,灰中主要矿物钠长石、钙铁辉石、蓝方石等熔点低,高熔点矿物霞石等助融性强、消失温度低。而添加污泥后,混合物灰中新生成Ca₃（PO₄）₂、Ca₂P₂O₇、CaAl₂Si₂O₈等高熔点物质,有利于提高煤灰熔融温度。而污泥中（SiO₂/Al₂O₃）比、Fe含量高,会对硅铝酸盐等产生助熔作用,抑制污泥中P提高灰熔融温度的作用。     

Al-B2O3-CeO2-粉煤灰复合增强涂层成分设计及冲蚀磨损分析

为了提高粉煤灰作为增强材料在金属基复合材料中的应用和性能,通过热力学分析和正交优化试验确定Al-B₂O₃-CeO₂-粉煤灰复合增强涂层各成分之间可能发生的反应及最佳配方比例,采用等离子喷涂在ZG310-570基体制备了粉煤灰复合增强涂层,分析了粉煤灰复合增强涂层的表面形貌、物相和冲蚀磨损性能。结果发现,热力学分析和正交优化试验表明Al、B₂O₃、CeO₂和粉煤灰之间能发生固相反应,粉煤灰复合增强涂层配方最佳比例质量分数为粉煤灰55%、B₂O₃20%、Al20%、CeO₂5%;粉煤灰复合增强涂层呈凹凸不平的片层状结构,致密性好,存在纵向裂纹、未充分融化颗粒和孔隙;X射线分析表明粉煤灰复合增强涂层有Al₂O₃、CeB₆、2MgO·SiO₂、3CaO·B₂O₃等新相生成,与热力学分析结果一致;在一定冲蚀时间和冲蚀角度下,不同冲蚀转速时ZG310-570基体表面粉煤灰复合增强涂层的相对耐冲蚀磨损性能比基体分别至少提高了20.41倍、22.43倍和23.17倍。     

垃圾焚烧飞灰中氯元素存在形态及深度脱氯的研究

垃圾焚烧飞灰中的氯含量影响其在水泥窑协同处置生料中的占比,因此需要对飞灰做脱氯处理。利用XRD对飞灰氯元素的存在形态研究表明：氯元素以水溶性氯和非水溶性氯2种形态存在于飞灰中,炉排炉飞灰的水溶性氯化物为CaCl₂·Ca（OH）₂·H₂O、CaClOH、CaCl₂·2H₂O、KCl和NaCl,非水溶性氯化物为AlOCl和Ca₁₀（Si₂O₇）₂（SiO₄）Cl₂（OH）₂等;流化床飞灰的水溶性氯以CaCl₂·2H₂O和KCl形式存在,非水溶性氯以AlOCl、Ca₁₀（Si₂O₇）₂（SiO₄）Cl₂（OH）₂和Ca₄OCl₆等形式存在。对水洗脱除水溶性氯的研究结果显示：对于炉排炉飞灰,控制液固比（mL/g,下同）为10+4+2、3次常温水洗,水溶性氯脱除率达97.01%;对于流化床飞灰,控制液固比组合6+6+4、3次常温水洗,水溶性氯脱除率达99.17%;酸、碱洗及高温煅烧均能降低飞灰非水溶性氯含量,其中煅烧处理后的炉排炉飞灰残氯质量分数为0.36%、流化床飞灰为0.45%。     

The formation of calcium sulfoaluminate hydrate compounds: Part I

The formation of ettringite (3CaO · Al₂O₃ · 3CaSO₄ · 32H₂O) and monosulfate (3CaO · Al₂O₃ · CaSO₄ · 12H₂O) from tricalcium aluminate (3CaO · Al₂O₃) and gypsum (CaSO₄ · 2H₂O) in sodium hydroxide (NaOH) solutions was investigated by isothermal calorimetry and X-ray diffraction analyses. Tricalcium aluminate/gypsum mixtures with a molar aluminate-to-sulfate ratio of 1:3 were hydrated at constant temperatures from 40 to 80°C in deionized water and 200 and 500 mM of NaOH solutions. Ettringite was the only crystalline phase ultimately formed between 40 and 80°C, regardless of whether hydration was carried out in deionized water or sodium hydroxide solutions. The rates of ettringite formation were retarded in sodium hydroxide solutions at all temperatures when compared to hydration in deionized water. The apparent activation energy for the conversion of the tricalcium aluminate/gypsum mixture to ettringite was observed to depend on the concentration of sodium hydroxide.