高铝粉煤灰碱溶脱硅过程反应机理

采用多种检测技术分析了高铝粉煤灰中主要矿物组成和含量,并结合热力学稳定性分析,考察了反应时间与反应温度对碱溶脱硅反应前后高铝粉煤灰的物相、形貌和表面化学成分的影响,并分析了反应机理.结果表明,高铝粉煤灰中A12O3,SiO2及Ga含量分别高达42.20%,42.28%和0.0062%,且非晶态SiO2占总SiO2一半以...     

高铝粉煤灰铝硅化合物在稀碱溶液中的浸出行为

研究了循环流化床锅炉高铝粉煤灰中铝和硅在NaOH稀溶液中的浸出行为,在对高铝粉煤灰的组成、物相等物化性质研究的基础上,考察了碱浓度、反应温度和反应时间等工艺参数对粉煤灰中铝硅反应性能的影响. 结果表明,粉煤灰为大小不一的不规则颗粒,疏松多孔,具有较高的反应活性;在温和条件下,碱溶液中铝硅溶出规律存在较大差异,在95℃、碱浓度为150 g/L、反应90 min时二者差异最大,SiO2溶出率可达23.15%,而Al2O3的溶出率仅为1.68%,粉煤灰的铝硅比可由0.78提高到0.99.     

粉煤灰提铝硅渣碱溶脱硅反应及其动力学

以内蒙古某酸法粉煤灰提铝硅渣为对象,研究了其在NaOH溶液中的非晶态SiO2的脱硅行为,通过脱硅反应中脱硅率随时间的变化,研究搅拌速度、反应温度、NaOH溶液浓度对脱硅率的影响.通过拟合实验数据,确定脱硅反应的动力学规律和宏观动力学方程,并计算相应的表观活化能.结果表明:搅拌速度对脱硅率影响较小,提高反应温度和NaOH...     

高铝粉煤灰预脱硅碱溶提铝过程中的物相转变规律

采用化学分析和XRF、XRD、激光粒度仪、SEM、FT-IR分析技术,研究了高铝粉煤灰预脱硅及浓碱液提铝过程中的固相变化规律.结果表明,高铝粉煤灰经预脱硅及NaOH浓碱溶液溶出后,碱灰质量比大于6时,Al2O3的溶出率大于85%,尾灰中铝硅质量比降至0.21,铝硅选择性分离.预脱硅过程中莫来石相和刚玉相未被破坏,而所含无定型铝硅酸盐溶解形成羟基方钠石Na8Al6Si6O24(OH)2(H2O)2,并附着于颗粒表面导致中值粒径略有增加;浓碱溶液提铝过程中,莫来石及刚玉相完全溶解,形成规则柱状或杆状的NaCaHSiO4及类沸石1.2Na2O’0.8CaO’Al2O3’2SiO2’H2O,中值粒径减小.     

脱硅粉煤灰浆液过滤介质选择与滤饼洗涤研究

针对高铝粉煤灰预脱硅-碱石灰烧结法工艺,脱硅粉煤灰浆液的过滤与洗涤是影响过滤效果和生产能力的关键点,为此通过实验研究了不同过滤性能的滤布对过滤效果的影响,筛选出了适宜的滤布。针对滤饼洗涤,研究了洗涤次数与洗涤方式对滤饼洗涤效果的影响,为脱硅粉煤灰浆液的过滤与洗涤的工业应用提供了依据。     

高铝粉煤灰脱硅液与煤矸石制备13X分子筛的工艺研究

以13X分子筛的低成本制备与煤基固废协同利用为目标,利用煤矸石与高铝粉煤灰碱法提铝过程中副产的脱硅液为原料,通过水热反应制备了13X分子筛,实现了两种固废资源的协同利用.考察了水热反应体系水钠比、硅铝比、晶化温度、搅拌速率等因素对合成产物晶型和比表面积的影响规律.通过X射线衍射、红外光谱和扫描电镜等方法对产物结构和形貌的演化过程进行了表征分析.结果表明,在优化工艺为n(SiO2/Al2O3)=3.0,n(Na2O/SiO2)=1.9,n(H2O/Na2O)=60,室温下老化24 h,100 r·min-1下于95 ℃水热晶化8 h制备的13X分子筛比表面积为681.7 m2·g-1,相对结晶度94.59%.通过对水热反应过程分析,13X分子筛合成过程前期主要为煤矸石与脱硅液反应形成无定型凝胶,后期为凝胶相溶解和分子筛晶体的生长.     

粉煤灰预脱硅液动态水热合成硅酸钙晶须的影响因素

以分析纯试剂模拟粉煤灰预脱硅液,采用动态水热法合成硅酸钙晶须,研究了反应体系碱浓度、反应温度、反应时间、溶液中铝硅(Al2O3与SiO2)和钙硅(CaO与SiO2)质量比对产物物相组成及其形貌的影响. 结果表明,控制碱浓度80 g/L以下,反应温度220℃,反应时间6 h,铝硅质量比0.06以下,钙硅质量比0.9,可制备出纯度83%以上的硅酸钙晶须,晶须长度可达20 mm.     

低钙粉煤灰与高钙粉煤灰对碱集料反应抑制作用的试验比较

1　概述　　以适量粉煤灰取代水泥 ,可以消除混凝土因碱集料反应 (Alkali- Aggregate Reaction,AAR)所造成的危害。粉煤灰对 AAR的抑制效果与其化学和物理性质有关。有关研究表明 ,高钙粉煤灰抑制 AAR的能力不及低钙粉煤灰。然而长期以来由于高钙粉煤灰游离氧化钙含量高 ,体积安定性差 ,高钙粉煤灰的综合利用问题没有很好地得到解决 ,因而有关高钙粉煤灰的 AAR抑制作用并未得到深入的研究 ,对 AAR的抑制效果之间的关系主要还只是建立在低钙粉煤灰研究结果基础上的定性描述。鉴此 ,本文主要研究了不同等级的混烧高钙和纯烧高钙粉煤灰…     

粉煤灰中非晶态硅赋存形态及定量分析方法研究

粉煤灰作为大型煤电基地的重要固体废弃物,年排放量超过6亿t,目前利用率仅为60%左右,大部分粉煤灰以堆存为主,造成严重污染,其资源化利用意义重大。以山西、内蒙古等大型能源基地产生的高铝粉煤灰为例,通过基础物性分析发现,粉煤灰中主要包括铝、硅、铁、钙等主量元素,主要以莫来石相、非晶相、铁质微珠相三类矿相形式赋存,其中莫来石相结构稳定,非晶相铝硅酸盐反应活性较高,但其配位结构复杂,反应活性不一。目前针对其丰富的铝硅资源,氧化铝提取和铝硅复合材料制备是主要高值化研究方向,其中非晶相硅的深度脱除是关键处理技术。针对非晶相硅的赋存形态及定量分析,首先采用核磁分析结合电子探针手段,明确非晶相中铝硅酸盐赋存结构复杂,其中硅原子主要以Q~4(4Al)、Q~4(3Al)、Q~4(2Al)、Q~4(0Al)、Q~2(1Al)五种配位结构形式存在,其中Q~4(0Al)含量高达56.5%;其次采用酸碱联合法,通过逐步削弱铝氧硅沸石自发反应可能性,选择性分离活性铝,促进活性作用位点大量暴露,从而实现非晶态铝硅酸盐的逐步梯级分离,进一步通过ICP、XRF、XRD、扫描电镜、电子探针等分析表征,明确莫来石晶相与铝硅酸盐非晶相之间的高效分离,并开展了2组平行试验,试验结果误差较小。结果表明:非晶相中硅含量为57%～58%,非晶相"鼓包峰"消失,其包裹的莫来石晶粒结构显现,证明非晶相二氧化硅得到高效脱除。该方法具有反应条件温和、误差小、操作弹性大等优点,对粉煤灰铝硅资源高值转化利用具有重要的指导意义。     

防碱集料反应的粉煤灰胶结材料

众所周知，混凝土中碱与集料的化学反应会导致混凝土使用寿命缩短，损害其结构。混凝土大体由浆体和集料两大部分组成，浆体部分属胶结材料与水反应的一种产物，由固体材料的基体构成，其内部系一种孔隙相互连接的网状系统。当水进入孔隙时，钙和碱金属的盐分被溶解。随着这些盐分的溶解，孔隙中羟离子增多，孔隙溶液pH值增大。当羟离子与集料中的活性二氧化硅反应，二氧化硅被溶解时，形成可引起混凝土开裂的凝胶。这种开裂是由于凝胶吸附水分所耐。     

水合硫铝酸钙的性质及脱硅反应研究

应用XRD和IR分析等手段考察了脱硅剂水合硫铝酸钙的性质以及在铝酸钠溶液中的行为.发现水合硫铝酸钙在95℃不含硅的铝酸钠溶液中不稳定,其中的硫酸根能被溶液中的OH-离子置换出来,水合硫铝酸钙被分解成六方晶系的水合铝酸钙.六方的水合铝酸钙又有少部分被转化成立方的水合铝酸钙.据此提出用水合铝酸钙对铝酸钠溶液进行的深度脱硅过程存在2种脱硅机理:一种是水合硫铝酸钙在铝酸钠溶液中先转变成六方的水合铝酸钙,然后SiO2(OH)22-离子进入六方水合铝酸钙晶格内部与之反应,生成水化石榴石;另一种是新生成的六方水合铝酸钙又有部分被转化为立方的水合铝酸钙,SiO2(OH)22-离子在其表面与之反应,生成水化石榴石.水合硫铝酸钙的脱硅过程是以第1种机理为主.     

高效脱水集成工艺及设备在高铝粉煤灰生产中的应用

以高铝粉煤灰生产氧化铝工艺为背景,结合过滤分离技术与设备在冶金、煤炭行业的发展现状,重点阐述了高铝粉煤灰生产中过滤分离工艺存在的主要问题,研究分析了影响高铝粉煤灰生产过滤工艺的因素,并结合前期研究结果,提出了高铝粉煤灰生产中过滤分离工艺的关键技术——高效脱水过滤集成工艺。     

托克托电厂高铝粉煤灰化学分析

粉煤灰综合利用是我国煤炭行业一件大事,而粉煤灰成分决定了其利用领域,同时对工艺参数设计起决定作用。针对托克托高铝粉煤灰提出一种检测高铝粉煤灰成分的化学分析方法,为粉煤灰提取氧化铝工艺改良提供科学依据。     

高铝粉煤灰的活化

以碳酸钠为活化剂,研究了粉煤灰提取氧化铝过程中物料煅烧参数及活化机理.通过X射线衍射表征了粉煤灰在碳酸钠活化前后物相的变化,分析了煅烧温度、煅烧时间以及粉煤灰与碳酸钠的配比等因素对莫来石反应完全程度的影响规律.结果表明:在碱溶前,粉煤灰主要为莫来石和玻璃相,碱溶后,粉煤灰熟料的物相主要为可溶性强的霞石.粉煤灰与碳酸钠的混合比例为1:0.85,煅烧时间为90 min,煅烧温度为880℃,氧化铝浸出率为69.3％.     

粉煤灰抵制碱骨料反应研究

研究优质Ⅰ级粉煤灰对碱骨料反应的抑制效果,结果表明,用粉煤灰抑制碱骨料反应,其掺量因素的影响大于品质因素的影响;探讨了粉煤灰中的碱在不同浓度碱溶液中的溶出情况及用高碱含量粉煤灰抑制碱骨料反应时,低掺量促进膨胀,高掺量抑制膨胀的机理.     

高铝粉煤灰中莫来石及硅酸盐玻璃相的热分解过程

研究了高铝粉煤灰-Na2CO3体系中莫来石(3Al2O3·2SiO2)和硅酸盐玻璃相在焙烧过程中可能发生的化学反应,并以热力学计算为指导,研究了物料配比、焙烧温度、焙烧时间对反应的影响.实验结果表明:在Na2CO3与粉煤灰的质量比为1.0、焙烧温度为880℃、恒温1h时,粉煤灰中莫来石(3Al2O3·2SiO2)和硅酸盐玻璃相的分解率可达到98%以上.对粉煤灰中莫来石及硅酸盐玻璃相的热分解过程的动力学研究结果表明,该过程符合CrankGinstling-Braunshtein方程,由实验结果计算,其表观活化能为149.19kJ·mol-1.     

从粉煤灰中提取二氧化硅的实验研究

通过对利用粉煤灰提取二氧化硅工艺过程的研究证明:利用粉煤灰可制备性能良好的高比表面积的A1203产品,对粉煤灰的处理利用会有良好的工业前景,同时也实现了资源的合理利用,达到了清洁生产的目的。     

烧结法提取高铝粉煤灰中氧化铝的实验研究

粉煤灰中含有丰富的铝,从粉煤灰中提取铝对于节约资源、改善环境、实现可持续发展都具有重要的意义.研究了以燃煤电厂所产高铝粉煤灰为原料制取氧化铝的工艺过程.高铝粉煤灰与氧化钙混合后在高温下煅烧生成自粉化料,使粉煤灰中的铝活化.将自粉化料与硫酸反应使铝从固相转移至液相得到硫酸铝粗液.研究了硫酸溶液用量、硫酸浓度、酸溶时间以及酸溶温度对铝回收率的影响.采用有机溶液萃取法脱除硫酸铝粗液中的铁离子,使硫酸铝粗液得到精制.然后用氨水与精制硫酸铝溶液反应得到铝铵矾结晶.最后将铝铵矾晶体在高温下煅烧得到氧化铝.采用此法可使粉煤灰中铝的回收率达到77%.     

高铝粉煤灰球团工艺研究进展

合格的高铝粉煤灰球团是实现高铝粉煤灰电热法熔炼铝硅铁合金工业化生产的关键,本文就高铝粉煤灰球团生产的造球原料、粘结剂、成型工艺等方面进行评述,并对其研究热点及其发展趋势进行了阐述。