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。     

聚硅酸铝铁絮凝剂的制备及其性能研究

以高铝粉煤灰、硫酸烧渣、工业废酸为原料制备聚硅酸铝铁。根据所用高铝粉煤灰的化学与物相组成特点,确立了采用以天然碱为助溶剂的固相热解活性激活法联合酸溶提取硅铝铁的工艺路线,并利用正交试验确定了聚硅酸铝铁最佳合成工艺条件:硅铝摩尔比1∶0.7,硅铁摩尔比1∶0.5,pH值为2,聚合温度为60℃;然后借助XRD、IR、SEM对产品进行了表征,表明制备出了聚合度好、聚体单元大的聚硅酸铝铁;同时进行产品絮凝性能检测,显示出较传统絮凝剂具有更为突出的絮凝性能。     

粉煤灰制备超细纳米氧化铝

对高铝粉煤灰中提取高纯超细的纳米氧化铝粉体工艺进行了研究。根据对反应工艺、反应条件及反应过程的研究,通过焙烧和沥滤法,寻找出合理高效的从粉煤灰中提取氧化铝的方法——酸法和碱法,即通过对粉煤灰的高温焙烧活化,分别选择盐酸和碱石灰作为溶出剂,确定了合适的溶出条件;通过添加分散剂、控制合理的焙烧温度等条件,最后得到了超细纳米氧化铝。     

电解锰渣中低活性硅的活化工艺研究

利用不同促释方法对电解锰渣(EMR)中有效硅进行活化,以实现锰渣资源化利用。通过微波焙烧活化、机械球磨及机械复合3种不同方式,考察各方法对硅活化的作用,探索适合锰渣活化的方式,揭示相关活化机理。结果表明,经3种不同方式活化后,锰渣中有效硅含量均得到提高,机械复合活化的方式最好,在球磨时间为40 min,微波焙烧温度为900℃、m(EMR)/m(Na2CO3)=1∶0.6、焙烧时间为40 min时,采用该方式锰渣中有效硅含量可达16.37%。     

一水硬铝石—高岭石型铝土矿焙烧脱硅热力学机理研究

本文针对山西一水硬铝石－高岭石型高硅低铝土矿,应用差热、热重、红外光谱、高温Ｘ射线衍射在线分析等多种现代仪器分析研究了其焙烧热力学过程,得出了矿石中铝、硅、钛、铁、钙等主矿物在焙烧过程中物相变化规律。首次揭示了非晶态ＳｉＯ２及非晶态Ａｌ－Ｓｉ尖晶石的形成是焙烧脱硅工艺的实质所在。     

粉煤灰制备聚合氯化铝废渣资源化利用研究

为进一步提高粉煤灰综合利用率,以不同组成的聚合氯化铝废渣为原料,通过焙烧活化制备硅肥,研究原料中主要成分含量的变化对硅肥有效硅含量的影响,并确定硅肥主要物相及生态安全性。结果表明,以粉煤灰制备聚合氯化铝废渣为原料制备硅肥的技术路线可行;不同Si O₂含量的多种废渣在相同活化参数下制备的硅肥有效硅含量相近,均可达30%左右;硅肥的主要物相为偏硅酸钙(Ca Si O₃)和霞石相(Na Al Si O₄),当原料中铝含量较高时还会生成少量钙铝黄长石相(Ca₂Al₂Si O₇);硅肥中砷、镉、铅、铬、汞5种重金属含量均远低于GB 38400-2019标准限值,满足生态指标。     

粉煤灰中提取非晶态硅及硅产物的高值化利用

我国以煤炭为主的能源结构,在保障着我国能源供给的同时也带来了大量的粉煤灰,尤其在我国西北地区,由于较低的粉煤灰利用率,造成了严重的环境污染及耕地占用等问题。目前有用组分的提取已然成为粉煤灰高值化利用的研究热点,特别是粉煤灰中非晶态硅的提取是提升粉煤灰资源化利用价值的重要手段。本文论述了碱浸法和酸浸法两种从粉煤灰中提取非晶态硅的工艺,剖析其原理及工艺特点,并探讨了提硅产物在绝热保温材料、白炭黑、分子筛、造纸填塑等方面的应用情况。相较于传统硅基产品的制备,利用粉煤灰提硅产物制备各种硅基制品具有产品性能好、成本低、应用广泛等优点,不失为一条实现粉煤灰高值化、精细化、梯级化利用的有效途径。      

高铝粉煤灰中铝元素赋存规律研究

为确定山西山阴电厂高铝粉煤灰中主要有价元素铝的赋存规律,以高铝粉煤灰为研究对象,结合炉前煤中铝元素的赋存状态,对粉煤灰中的铝元素赋存规律进行分析。研究结果表明:炉前煤中含有较多的富铝矿物高岭石,粉煤灰中的铝元素以无定型氧化铝形式存在;粉煤灰中的氧化铝含量高达32.42%,但铝硅比较低,且不同粒级的铝元素分布规律基本相同,难以通过简单的"拜耳法"或物理选矿法实现铝元素的有效提取。要实现该粉煤灰中氧化铝的高效提取,需要根据铝、硅的反应性差异,研发新的工艺方法。     

微波加热技术在典型冶金工艺中的应用研究进展

阐述了微波加热的基本原理,讨论了矿物在微波场中的升温特性和吸波特性。微波在矿物处理方面的应用研究进展,主要包括微波预处理、微波干燥、微波焙烧、微波碳热还原、微波辅助浸出等典型冶金工艺的研究现状。分析了目前微波加热技术在典型冶金工艺中的应用与研究进展,并对微波加热技术在冶金工艺中的应用前景进行了展望。     

碱活化粉煤灰制备高强膨胀陶粒及膨胀机理

以粉煤灰为原料,经碱液水热活化、挤压成型、煅烧制备了高强耐磨、吸水率低的膨胀型陶粒.采用SEM和XRD分析了材料的微观形态及晶相结构,考察了所得陶粒的基本性能,探讨了高强膨胀陶粒的制备机理.结果表明,粉煤灰的碱水热活化是高强膨胀陶粒形成的关键,生成的Na2SiO3使粉煤灰黏结成型导致了膨胀陶粒的生成,而且Na+诱导霞石生成,降低了陶粒的膨胀温度.NaOH浓度和焙烧温度越高,越易生成膨胀陶粒.在粉煤灰与NaOH溶液质量比为1∶1、NaOH浓度3mol/L、焙烧温度1000℃的条件下制备的膨胀陶粒性能最好.