利用粉煤灰提取氧化物的研究进展

为了减轻粉煤灰对环境的污染以及提高其综合利用率,阐述了粉煤灰精细化利用的重要性,介绍了粉煤灰的化学组成及矿物组成,得出了粉煤灰中提取Al_2O_3和SiO_2的潜在价值及存在的问题。介绍了粉煤灰提取氧化物的3种主要方法:酸法、碱法、酸碱联合法,并探讨了各种方法的优缺点。在此基础上指出了目前我国实现粉煤灰提取Al_2O_3联产SiO_2工业化生产的不足:对设备要求较高、易造成二次污染以及成本过高。最后对粉煤灰的精细化利用进行了展望。     

粉煤灰提取氧化铝技术研究现状及工业化进展

我国铝土矿资源不足,铝矾土需求量不断增加,从粉煤灰尤其是高铝粉煤灰中提取Al2O3可有效补充我国铝资源量。分析了不同粉煤灰提取Al_2O_3工艺(酸法提铝、碱法提铝、碱烧结-酸浸出联合提铝技术)的特点、不足及工业化发展现状,探讨了粉煤灰提铝需解决的关键问题,并指出未来发展方向。酸法提铝工艺具有流程简单、能同时溶出Si、Al及其他元素等优点,但存在对提铝设备要求较高,废酸产量大、溶出率低等问题;碱法提取Al_2O_3工艺相对成熟,但存在硅钙渣产量大、能耗较高、成本高等问题,严重制约了其工业化发展;碱烧结-酸浸出联合提铝工艺可实现Al_2O_3的高效提取,但存在工艺复杂,强酸、强碱消耗大,Al_2O_3与Fe、Ti等杂质离子的分离较为困难等缺点。未来应优化完善现有提铝工艺,重视高附加值硅产品协同开发,重视粉煤灰中微量元素的提取和高附加值利用。低能耗、低成本、高效率、无二次污染产生是粉煤灰提铝技术的重要发展方向。     

不同负荷下循环流化床锅炉粉煤灰的理化性质研究

为拓展循环流化床锅炉粉煤灰的利用途径,开发粉煤灰综合利用技术,研究了不同负荷下循环流化床(CFB)锅炉粉煤灰的粒径分布、化学组成、物相组成、Al_2O_3溶出特性和微观形貌等理化性质,考察了锅炉负荷对粉煤灰理化性质的影响。结果显示,CFB锅炉负荷对粉煤灰的粒径分布、化学组成和物相组成等性质影响较小,对粉煤灰中Al_2O_3溶出率影响较大,Al_2O_3溶出率与样品颗粒的微观形貌有关,颗粒表面孔隙和裂缝越多,Al_2O_3溶出率越高。CFB锅炉粉煤灰中的无定形相含量较高,在70%以上;CaO在粉煤灰中的主要存在形式有3种:硬石膏、生石灰和无定形CaO。Al_2O_3均是以无定形氧化物的形式存在,煤样中的Al_2O_3在燃烧过程中更容易以飞灰的形式排出;石英和硬石膏更容易以底渣的形式排出。     

高碳粉煤灰代粘土配料生产小结

我厂是一条年产4。4万吨的水泥生产线,利用电厂粉煤灰代粘土配料,采用全黑生料煅烧,生产325号、425R水泥。十几年来,出厂水泥合格率及富裕系数合格率均达到百分之百,并将电厂粉煤灰变废为宝,收到了良好的经济和社会效益。一、严格控制原材料的进厂存放及使用我厂原材料的特点:一是粉煤灰Al_2O_3偏高(20～28%),SiO_2含量偏低(40～55%),高碳粉煤灰的Al_2O_3含量19～24%,SiO_2含量34～45%,而烧失量变化无常。二     

高铝粉煤灰加入量对Al2O3-SiC-C浇注料抗高炉渣性能的影响

以棕刚玉(w(Al_2O_3)≥95.00%,粒度8~1mm,≤1mm),SiC(w(SiC)≥90.00%,粒度≤0.088mm),铝酸盐水泥,α-Al_2O_3微粉,SiO_2微粉,高温沥青等为原料,研究了高铝粉煤灰加入量(质量分数,下同)分别为0、3%、6%、9%和12%时对Al_2O_3-SiC-C质浇注料物理性能和抗渣性能的影响。结果表明随着高铝粉煤灰加入量的增加并达到9%时,Al_2O_3-SiC-C质浇注料的线变化率略有增大,抗渣性能与未添加粉煤灰的浇注料的相当;当高铝粉煤灰添加量增加并达到12%时,试样的抗高炉渣侵蚀的能力开始较明显下降。     

循环流化床锅炉灰渣酸浸Al_2O_3溶出率研究

为了探寻煤矸石燃烧后灰渣的活性并进一步扩展其应用,对不同运行条件下循环流化床锅炉灰渣进行化学成分分析。采用20%盐酸酸浸和74μm超细活化,分析锅炉运行温度即燃烧温度以及灰渣粒度对其Al_2O_3溶出行为的影响。结果表明:除尘灰和炉渣中,Al_2O_3含量达25%以上,SiO_2含量可达35%。此外,氧化铝的溶出率随着锅炉运行温度的升高而降低,当锅炉运行温度为800~900℃时,铝溶出率大于52%;锅炉运行温度高于900℃时,铝溶出率降至26%~40%。随着灰渣粒度的减小,其活性增强,Al_2O_3溶出率可由68%提高至93%左右。     

Al_2O_3/SiO_2摩尔比对无碱铝硼硅酸盐玻璃黏温特性的影响

用高温熔融法制备了Al_2O_3/SiO_2比变化的无碱铝硼硅酸盐玻璃。固定无碱铝硼硅酸盐玻璃体系中SiO_2与Al_2O_3总量不变,研究了用Al_2O_3替代SiO_2对玻璃的熔化温度、成型温度、退火点、应变点等特征黏度参考点的影响;通过红外光谱和Raman光谱研究其结构变化。结果表明:随着铝硅比n(Al_2O_3/SiO_2)逐渐增加,玻璃网络中非桥氧减少,导致退火点(Ta)和应变点(Tst)不断升高;同时,在高温下,熔化温度(Tm)和成型温度(Tf)呈现下降趋势。     

H_2O_2去除铝酸钠溶液中腐殖酸类有机物的实验研究

用H_2O_2氧化去除铝酸钠溶液中的腐殖酸类有机物,采用单因素实验考察了溶出温度、碳碱浓度、苛碱浓度、Al_2O_3浓度、H_2O_2用量和溶出循环次数对铝酸钠溶液中腐殖酸类有机物去除效果的影响.结果表明,适当提高溶出温度、增加铝酸钠溶液Na_2O浓度和Al_2O_3浓度、增加H_2O_2用量、降低碳碱浓度均有利于提高去除率;循环高压溶出次数对去除率有显著影响,随循环溶出次数增加,H_2O_2对总碳量和Na_2C_2O_4的去除率均逐渐降低.     

褐煤灰的细度对粉煤灰水泥强度的影响

燃烧煤获得的粉煤灰广泛用以生产水泥和混凝土。水电站粉煤灰的主要物理-化学特点是结晶相的缺陷较多,并存在大量球状玻璃小颗粒。粉煤灰的水硬性取决于其中SiO_2、Al_2O_3和Fe_2O_3的含量,并随着颗粒细度和玻璃相含量的增加而增长。将粉煤灰掺入到水泥中可减小水化热,也可减小混凝土由于碱腐蚀而产生的膨胀,并可稳定胶凝材料的体积变化。在波兰到目前为止,水电站的粉煤灰和煤渣还没有广泛用于建材工业。主要原因是粉煤灰的化学成分和矿物组成不稳定。本文主要研究褐煤灰的化学成分和矿物     

纳米组分优化对陶瓷结合剂强度的影响研究

以R_2O-RO-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2为基础陶瓷结合剂,在不改变原有结合剂配方的组成前提下,用纳米Al_2O_3、纳米SiO_2、纳米CaO部分取代原有配方中的Al_2O_3,SiO_2,CaO成分,运用正交实验的实验方法,研究了纳米组分优化对陶瓷结合剂抗折强度的影响。试验结果表明:纳米组分优化对结合剂抗折强度影响显著,其中当部分替换纳米Al_2O_3含量为2%、纳米CaO含量为1%、纳米SiO_2含量为4%时,优化配方抗折强度最大,其抗折强度达到104.24MPa。     

Al2O3—ZrO2—SiO2系相图结构特征的研究

按照Al_2O_3/SiO_2比值,在Cevales给出的Al_2O_3-ZrO_2-3Al_2O_3·2SiO_2系的无变量点附近选择了6个组成,对其进行了熔体自然冷却、缓冷和淬冷析晶试验,并对析晶后的试样进行了XRD、SEM和EDAX分析,结果表明:(1)相平衡关系与Cevales给出的Al_2O_3-ZrO_2-3Al_2O_3·2SiO_2系相图的结构特征吻合得很好,其无变量点为低共熔点;(2)莫来石晶相的Al_2O_3/SiO_2比值波动于A_3S_2-A_(?-7)S之间,与Aramaki和Roy测定的Al_2O_3-SiO_2系莫来石稳态固溶体的Al_2O_3上限含量为74.3％是一致的;(3)析晶的单一莫来石晶相的EDAX能谱中不存在Zr谱线,ZrO_2在莫来石中的固溶问题,应进一步研究。     

以粉煤灰和赤泥为原料烧结陶瓷工艺与性能研究

本文研究了在1050 ℃至1200 ℃之间温度对以粉煤灰赤泥为原料烧结陶瓷的物相和烧结性能的影响.结果表明:实验用粉煤灰原料的主要矿相组成为石英(SiO_2)和莫来石(3Al_2O_3·2SiO_2),赤泥原料的主要矿相组成有钙铝黄长石(Ca_2Al_2SiO_7)、石英(SiO_2)、钙铁榴石(Ca_3Fe_2+3(SiO_4)_3)和钙钛榴石(Ca_3TiFeSi_3O_(12));以粉煤灰赤泥为原料的5组不同配比试样在1200 ℃时试样气孔率相对降低,体积密度和抗压强度相对程度增大;其中5#试样在经1200 ℃烧结后的气孔率为1.67%,体积密度为2.10 g·cm~(-3),抗压强度为123.23 MPa,达到较好的烧结致密状态,试样主要物相是钙钠长石和莫来石.试样内莫来石的形成及玻璃液相的增加促进烧结并在1200 ℃达到致密烧结状态.     

关于釉上色料铅熔剂的研究

为考查铅熔剂组成的变化,对于铅溶出量的影响,作了如下的试验。首先为了解SiO_2,Al_2O_3和B_2O_3的影响,调配了下记11种组成的熔剂。 PbO·0.1Al_2O_3·xSiO_2(x=1.24,1.65,2.00) PbO·yAl_2O_3·1.65SiO_2·0.12B_2O_3 (y=0,0.10,0.15,0.20)     

不同载体铁基催化剂异相芬顿反应脱硝实验研究

采用溶胶凝胶法分别以SiO_2和Al_2O_3为载体制备Fe_2O_3质量分数为50%的负载型铁基催化剂,并对其进行表征,同时考察了温度、H_2O_2浓度对催化剂催化脱硝性能的影响。结果表明,制备的催化剂中的活性组分Fe_2O_3结晶度低,且粒径小,在载体中分散均匀;Fe_2O_3/SiO_2催化剂的比表面积是Fe_2O_3/Al_2O_3催化剂的5倍多;载体Al_2O_3有利于促进Fe(Ⅲ)的还原;2种催化剂的最佳反应温度为180~260℃,由于Fe_2O_3/Al_2O_3催化剂具有比Fe_2O_3/SiO_2催化剂更高的零电位点(PZC),在此温度区间内,Fe_2O_3/Al_2O_3催化剂的脱硝效率平均比Fe_2O_3/SiO_2催化剂高约20%。     

纳米组分优化对陶瓷结合剂耐火度的影响研究

以硼铝硅酸盐为基础体系,运用正交实验的方法,不改变原始配方,把结合剂中Al_2O_3,SiO_2,CaO成分部分替换为纳米Al_2O_3,纳米SiO_2,纳米CaO,以陶瓷结合剂耐火度为正交试验性能指标,研究了纳米组分优化对陶瓷结合剂耐火度的影响。结果表明:纳米组分对耐火度的影响由强到弱依次为:纳米Al_2O_3、纳米SiO_2、纳米CaO;第七组配方(即纳米Al_2O_3为2%,纳米SiO_2为4%,纳米CaO为1%)对耐火度的影响最大,相比基础陶瓷结合剂降低了100℃,达到730℃。     

霞石制碱

利用霞石和霞石正长岩综合加工时付产纯碱和钾碱,早有报导。本文将简单叙述什么是霞石以及用霞石制碱的原理及其工艺流程。一、什么是霞石和霞石正长岩? 所谓霞石和霞石正长岩就是铝硅酸钾钠。其化学分子式为:(Na,K)_2O·Al_2O_3·2SiO_2和(Na,K)_2O·Al_2O_3·5SiO_2。     

酸浸法制备硫酸铝时铝矾土矿的筛选

我国铝矾土矿属于高铝、高硅、低铁类矿,是酸浸法制备硫酸铝的良好原料。属于高铝、高硅的铝矾土矿主要有以下一些种类:蓝晶石Al_2O_3SiO_2、红栓石Al_2O_3SiO_2、硅线石Al_2O_3SiO_2、霞石(Na、K)_2OAl_2O_32SiO_2、长石(Na、K)_2OAl_2O_3·6SiO_2、白云母K_2O·Al_2O_3·6SiO_2·2H_2O、绢云母K_2O·3Al_2O_3·6SiO_2·2H_2O、白榴石K_2O·Al_2O_3·4SiO_2、高岭石Al_2O_3·SiO_2·2H_2O等。一水软铝石Al_2O_3H_2O、一水硬铝石Al_2O_3H_2O、三水铝石Al_2O_3·3H_2O等是属于高铝低硅的     

硅酸盐固体废弃物应用的研究进展Ⅰ——粉煤灰应用研究新成果

粉煤灰是典型的硅酸盐固体废弃物。对近年来以粉煤灰为主要原料制备矿物聚合材料、合成沸石、制备微晶玻璃与多孔陶瓷、制备复合催化材料、提取Al_2O_3和SiO_2以及粉煤灰用作环境材料、高分子材料填料的研究进展进行了综述,讨论了当前研究存在的主要问题和特点。已开展的新应用技术研究包括:大体量消耗粉煤灰应用技术(如粉煤灰矿物聚合材料),高附加值制品(如微晶玻璃、多孔陶瓷及β-sialon粉体)的工艺研究;发掘粉煤灰潜在的性能优势(如火山灰活性),有效利用化学组分(如粉煤灰提取Al_2O_3和SiO_2),进行表面改性及其复合加工技术;粉煤灰终端利用途经的研究(如高分子材料填料),以及清洁加工和循环利用工艺的探索(如用作环境材料)等。与传统的应用途经(如粉煤灰水泥、粉煤灰混凝土)相比,新应用技术还不够成熟,有待进一步开发研究,以加快新应用技术的规模化、工业化生产进程。     

铝灰中Al_2O_3的回收工艺

采用高温烧结、常压溶出的工艺提高铝灰中Al_2O_3的溶出率,并对影响铝灰中Al_2O_3溶出率的工艺条件进行了研究。实验结果表明,烧结过程和溶出过程对Al_2O_3的溶出率有着重要影响,且溶出Al_2O_3的最佳工艺条件为烧结温度750℃、m(NaOH)∶m(脱盐铝灰)=2.0∶1、烧结时间2h;溶出过程中m(水)∶m (熟料)=5∶1、溶出温度100℃、溶出时间30min时,Al_2O_3的溶出率最高,可达93.26%。     

利用粉煤灰提取活性二氧化硅

硅源、铝源是合成分子筛必不可少的原料,人们最开始采用化学试剂作为原料,其原料来源有限,并且成本较高。逐渐高岭土、煤矸石、硅藻土、粉煤灰成为合成分子筛的主选原料,它们不仅来源广泛,而且成本也很低。关键是这些原料中恰恰含有合成分子筛主要的原料SiO_2和Al_2O_3。利用粉煤灰做原料合成分子筛既节约化工原料又废物利用。本实验采用XRD、SEM对粉煤灰进行化学成份及物相分析,确定采用C(NaOH)为8mol/L,反应温度为95℃,反应时间为6h溶出粉煤灰中的非晶态SiO_2,将CO_2气体通入提取液中制备具有活性且比表面积较大SiO_2基质。