氯化钠蒸气对高钠煤煤灰钠捕获性能及其烧结温度的影响

新疆的高钠煤是一种开采成本低、灰分低、含硫量低的优质燃料,但较高的钠含量导致其在燃烧利用的过程中易出现沾污结渣等现象,严重阻碍了高钠煤的开发利用。以2种高钠煤(五彩湾煤(WCW)、哈密煤(HM))和1种低钠煤(平朔煤(PS))作为实验对象,在900℃下燃烧制灰,并将所制煤灰置于38%、51%和76%的NaCl蒸气下进行钠捕获实验,使用ICP-OES测得钠捕获前后煤灰的钠含量,采用XRD分析钠捕获前后煤灰中矿物质的变化,采用压降法测量钠捕获前后煤灰的烧结温度,深入探究不同NaCl蒸气体积分数下煤灰烧结特性的衍变规律。结果表明：在3种NaCl蒸气体积分数下,3种煤灰样品中PS煤灰的钠捕获量最大,HM煤灰次之,WCW煤灰最低。Si、Al能增强煤灰的钠捕获性能,而Ca则会与Si、Al发生反应,从而抑制Si、Al对NaCl蒸气的化学固定,不利于煤灰的钠捕获。随NaCl蒸气体积分数升高,钠捕获量增大,煤灰的烧结温度降低幅度与其钠捕获量呈正相关。HM、WCW煤灰烧结温度降低幅度均大于PS煤灰,一方面是由于HM和WCW煤灰固钠后生成的含钠化合物的熔点低于PS煤灰,另一方面NaCl蒸气体积分数升高促进了...     

氧化铝工业产出赤泥脱钠新工艺

采用绿色化学新工艺脱除赤泥中的钠.试验条件下氯化铵浸出赤泥中钠的较适宜工艺参数为:反应温度160℃、反应时问4h、氯化铵用量为理论用量的1.5倍、赤泥粒度为94～150μm.赤泥不溶性残渣中的Na2O含量可以降低到1%以下,满足作水泥材料要求.钙、镁、钠通过体系中NH3和CO2及烟道气中提取的CO2与氯化铵分离,氯化铵循环利用.     

新疆高钠煤中钠元素的地球化学研究现状

新疆煤炭资源丰富,以低灰、低硫、低磷的发电和化工用煤为主,已成为我国煤炭开发利用的主战场。但由于特殊的地质环境和地下水作用,新疆部分煤层中富集了大量钠元素,引起的锅炉结渣结垢问题一直制约着高钠煤的清洁高效利用。新疆高钠煤及其中钠的分布赋存特征成为近10年来煤化学基础研究领域的一个热点。系统总结了煤中钠赋存状态研究成果,概述了煤中钠含量的测定方法,分析了控制煤中钠富集的关键地质因素,并讨论了煤炭利用过程中钠的迁移规律及其影响因素。研究表明：煤中钠的赋存状态以无机钠为主,少量为有机钠,逐级化学提取结果进一步表明煤中的钠以水溶态为主。目前对煤中钠含量的测定主要是通过燃烧和一定条件下的灰化、消解后进行的,但针对于新疆煤中钠以水溶态为主要赋存状态这一基本事实,逐级提取法可以减少样品前处理中钠的损失,进而更准确地反映煤中钠的含量。煤中钠的富集成因主要包括生物成分累积、碎屑沉积物输入、泥炭孔隙中溶液沉淀,以及成煤后期海水作用等。以往国内外对高钠煤的研究比较关注海水侵入的影响,但新疆的高钠煤中钠的富集需要重点考虑地表水淋滤和地下水驱动因素。在煤炭加工利用过程中,钠的赋存形式和煤炭利用方式决定了其释放途...     

逐级提取法研究新疆高钠煤中碱金属赋存形态

选择水、醋酸铵溶液、盐酸溶液作为提取剂,研究新疆红沙泉矿、准东矿原煤中碱金属的赋存形态。研究结果表明:准东煤的水溶钠含量为45.05%,高于红沙泉煤的水溶钠含量;新疆煤中钠形态主要以水溶态和不溶态的无机钠主,占比合计约70%,水溶和不溶的钾化合物占90%左右,即新疆高钠煤中碱金属的赋存状态较为复杂,主要以水溶态和不溶态为主,醋酸铵溶态和盐酸溶态含量较低。     

准东高钠煤气化过程中Na的迁移转化规律

针对新疆准东煤由于碱金属Na含量高而无法直接利用问题,基于0.25 t/d高碱煤热化学转化试验台,利用电感耦合等离子体-原子发射光谱（ICP-AES）、X射线衍射（XRD）以及扫描电镜-能谱（SEM-EDX）等先进检测手段,分析了准东高钠煤在循环流化床不同煤气化温度下碱金属Na的迁移转化特性,同时借助FactSage6.1化学热力学平衡计算软件,理论分析了碱金属Na的析出形式。研究结果表明：随着煤气化温度的升高,底渣中碱金属Na的含量降低,而飞灰中碱金属Na的含量增加;煤气化底渣中的Na主要以钠的硅铝酸盐形式存在,飞灰中的钠主要以NaCl形式存在,并含有少量硅铝酸钠;准东高钠煤在循环流化床煤气化试验时未发生失流现象,底渣和飞灰未发现熔融态;煤中Cl在煤气化过程中对金属壁面有腐蚀作用。     

高温热解过程中新疆高碱煤中钙的演变

以新疆准东地区高碱煤(五彩湾煤和天池能源煤)为实验煤种,通过萃取法研究煤中钙的存在形式及其在热解过程中的演变规律。研究表明,本实验中两种高碱煤中钙主要为醋酸铵溶钙和盐酸溶钙,其中天池能源煤含有较多的水溶钙。1 500℃热解后天池能源煤焦炭中水溶钙的含量明显较高,主要是因为天池能源煤中本身存在一定量的硫化钙,在高温热解的过程中保存在焦炭中;五彩湾煤焦炭中的醋酸铵溶钙含量高于其它煤种,主要是因为五彩湾煤中硅铝的含量较少导致部分钙仍以氧化钙的形式存在于焦炭中。高温热解过程中,煤焦中钙均以较为稳定的形式存在,随着热解温度的上升,焦炭中钙的含量呈上升趋势。1 200℃时焦炭中的钙主要以硬石膏和氧化钙等醋酸铵溶钙为主;1 200~1 400℃硫酸钙分解,导致水溶钙小幅上升,但整体依然以醋酸铵溶钙为主,此时的醋酸铵溶钙主要以氧化钙形式存在;1 400~1 500℃氧化钙与硅、铝等物质反应使醋酸铵溶钙转化为盐酸溶钙。     

原地浸出采铀工艺中地下水化学组份存在形式数值模拟

本文系统地介绍了模拟地下水组份存在形式的热力学方法，探讨了酸法地浸工艺过程中地下水物种迁移形式的特征，进一步阐述了研究地下组份存在形式的意义。     

新疆高油煤中钠的分布及存在形式研究

基于新疆地区高油煤成煤过程中富集的大量Na等碱金属明显影响煤的热解产物产率及其利用,对高油煤代表性矿区白石湖矿区钻孔煤质数据统计的基础上,采集一采区和三采区样品进行了逐级化学萃取实验。实验结果表明,白石湖煤焦油产率与挥发分和镜质组含量均呈现正相关性,但与煤灰氧化钠含量无相关关系,煤灰氧化钠含量集中在2.5%~3.5%之间。白石湖矿区煤中钠相对富集于有机质中,且钠摩尔含量明显高于煤中氯。白石湖煤中钠的水溶形式占比80%左右,主要以氯化钠、硫酸钠和水合离子钠等形式存在。     

诸广塘湾铀矿床矿石中铀的存在形式及矿物组合特征

塘湾铀矿床位于诸广矿区西南部,是中国华南地区具有重要工业意义的花岗岩型铀矿床之一。通过系统的岩矿鉴定和电子探针分析,证实塘湾铀矿床矿石中铀的存在形式以独立铀矿物为主。独立铀矿物以沥青铀矿为主,含极少量晶质铀矿。厘定了铀矿石具有3种不同的矿物组合,石英、赤铁矿、黄铁矿、沸石、方解石是与铀成矿阶段密切相关的矿物。这种矿物组合的多样性,表明该铀矿床成矿具有多阶段性和复杂的成矿环境。硅化、赤铁矿化、黄铁矿化和方解石化与铀成矿作用关系密切。     

地下水化学组分存在形式及其SI值计算

地下水化学组分形式主要为络阴离子和单一离子,但络合物也是地下水化学组成不可忽视的存在形式。络合物的存在对饱和指数SI值具有重要影响。     

煤热解过程中氯的脱除研究

氯是煤中对环境有严重危害的微量有害元素之一。研究煤中氯的释放特性对于煤中氯的脱除和控制具有重要意义。文中测定了煤中氯在不同的煤热解温度下的脱除率，探讨了氯在热解过程中的析出规律。结果表明，煤中氯随温度的析出均符合S型函数关系；不同煤种，氯的析出温度区间不同；当热解温度为1000℃时，煤中氯基本脱除。     

两种高钠煤的掺烧结渣特性对比实验

新疆高钠煤储量大,且是良好的动力煤,然而其燃烧过程中结渣沾污严重,对锅炉的安全运行和经济性产生了影响。基于一维炉结渣实验台,对比分析新疆两种高钠煤的结渣特性,经过实验得出:在相同的容积热负荷下,准东高钠煤结渣比大南湖高钠煤要严重;大南湖高钠煤较准东高钠煤更难通过掺烧低钠煤来改善结渣;两种高钠煤均易通过掺烧煤矸石来改善结渣状况且最佳掺烧比例为10%。该实验结果对新疆地区燃用高钠煤提供一定的参考。     

高砷铜矿湿法脱砷及砷固化工艺研究进展

高砷铜矿是一类重要的铜资源,砷含量高,通过物理分选方法无法实现高效脱砷。目前,湿法脱砷是一种高砷铜矿脱砷的重要手段。本文主要阐述了高砷铜矿砷脱除的湿法工艺,包括酸浸脱砷、碱浸脱砷、细菌脱砷,并对三种湿法脱砷工艺的原理和优缺点进行了总结。此外,对高砷铜矿浸出后的含砷浸出液,分析了化学沉淀法、电化学处理、吸附法、生物法等固砷方法,指出了对应固砷方法的原理、适用范围及其优缺点。最后,总结分析了湿法脱砷及固砷方法的问题,并对脱砷方法进行了展望。     

艾维尔沟煤中镜质组配煤在成焦过程中的结构演化

为了深入了解煤中活惰组分的相互作用机理以及完善配煤炼焦理论,富集艾维尔沟煤中镜质组(活性组分)等比例配入标准无烟煤(惰性组分)并热解至不同温度(600℃~1000℃)后骤冷(液氮)制成焦样,利用X射线衍射(XRD)和拉曼光谱表征以研究焦样的结构演化规律。结果表明:艾维尔沟煤镜质组与标准无烟煤等比例混配形成的焦样随着成焦温度的升高,焦的微晶尺寸和芳香度逐渐增大,堆垛高度先降低后升高,芳香片层堆积个数先降低又升高,焦的结构无序先增加后减小,石墨化程度则先下降后增加,碳微晶结构参数均在900℃发生转折,说明艾维尔沟肥煤热解固化成焦时继续缩聚反应至900℃后才开始石墨化进程并由焦转变为焦炭。     

Counter-current ion exchange for the removal of organically bound sodium from low-rank coals

South Australian low-rank coals contain high levels of water-soluble and ion-exchangeable ions that can be deleterious to coal combustion and gasification. The presence of sodium causes the formation of low melting point bonded deposits that can produce severe fouling and slagging in many processes using these coals. Approximately 70% of the sodium present in Bowmans coal is water-soluble and can therefore be removed by simple water leaching, however the remaining 30% is organically bound, predominantly to carboxyl groups. Ion exchange using sulphuric acid at pH 2 is necessary to remove this sodium, but this can generate large volumes of acidic wastewater if multiple washing stages are used with fresh water each time. Using a simple laboratory procedure, the continuous counter-current ion exchange leaching of sodium from this coal was simulated which reduced the sodium level from 1.30% on a dry basis (db) to 0.15% (db) after three stages of counter-current washing at a total coal:water ratio of 1:2. The effectiveness of interstage dewatering on the efficiency of sodium removal was highlighted. The agreement between predicted and measured values of moisture and sodium in coal was excellent.     

煤炭洗选中有害痕量元素的迁移与脱除

对3个大型洗煤厂的原煤和相应的洗选产物进行了现场采样分析,通过测定原煤和各洗选产物中痕量元素的含量,研究了As,Be,Cd,Co,Cr,Hg,Mn,Ni,Pb,Sb和Se等11种有害痕量元素在洗煤过程中的迁移与脱除规律。结果表明,常规物理洗选能有效脱除煤中的无机矿物组分,在降低精煤灰分和硫分含量的同时,精煤中有害痕量元素也得到一定的脱除,除Se的脱除率较低以外(13.3%),其他元素的脱除率都在20%以上,这主要是由于这些痕量元素随着伴生的无机矿物被脱除;洗选后Be,Cd,Co,Cr,Hg,Mn,Ni主要向矸石中富集,Se则主要在中煤里富集,As,Pb和Sb在不同洗选产物中的分布则较为复杂。     

淋萃流程中钛去除技术研究

对某铀水冶厂淋萃流程工艺中除钛技术进行了研究。通过小型及工业试验,研究除钛的影响因素,从而确定了可行的工艺参数,该除钛技术在工业生产中应用获得良好的结果。其关键工艺参数为:在萃取工序中加入适量过氧化氢,在常温(26~34℃)下进行萃取,此时,大于90%的钛不被萃取,最终AUC产品中钛与铀质量比<2.00×10-4,达到企业标准所限定的钛杂质含量标准。     

循环流化床工业气化炉高钠煤配煤气化

印尼煤具有良好的气化反应活性,但煤灰分中的Na_2O质量分数较高,容易导致系统产生黏结、积灰和腐蚀等问题。利用Na_2O-SiO_2-Al_2O_3三元体系相图分析了印尼煤灰的相图特征,选择了掺配煤种并优化了配煤比例,进而在设计给煤量为350 t/d的循环流化床工业气化炉上,以印尼煤质量分数为75%的配煤为原料进行了168 h气化试验,考察了装置的运行特性和配煤的气化特性,并采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了气化灰渣的微观形貌和晶相组成。配煤气化试验过程中,炉膛底部温度和密相区压差稳定、无大幅波动,飞灰和底渣无明显变形或熔融现象发生,实现了高钠煤配煤气化的连续稳定运行。冷煤气效率为70.75%,碳转化率为89.49%,煤气热值为5.30 MJ/Nm~3。飞灰和底渣中钠长石的衍射峰均较弱,表明钠长石的生成量较少,可有效抑制低温共熔反应的发生。工业气化炉试验验证与三元相图理论分析基本一致。     

拜耳法生产氧化铝锌杂质的脱除研究现状

铝土矿中的锌杂质会直接影响氧化铝产品的纯度,影响氧化铝的生产指标。由于氢氧化锌为两性物质,所以锌在拜耳法生产系统中主要以ZnO_2~(2-)的形式存在,再加上锌与铝在苛性溶液中有着较为相似的化学行为,这就使得在拜耳液中脱锌极其困难。目前,国内外主要采用添加硫化物的方法除锌,尤其是在配矿时添加高硫铝土矿除锌,这种方法已经成为拜耳法除锌的很好选择。