粉煤灰浸提活性激发实验研究

对粉煤灰的浸提工艺(直接酸液浸提和直接碱液浸提)、活化方式(机械活化、微波活化和马弗炉活化),以及马弗炉活化时是否添加碳酸钠助剂等进行研究,讨论粉煤灰浸提活性的激发方法.结果表明:直接酸浸或碱浸粉煤灰,其溶出率分别为4.50%和10.05%;在碳酸钠助剂存在下,马弗炉活化粉煤灰熟料的酸浸溶出率高达97.34%,较不添加碳酸钠助剂时提高73.21%;机械活化和微波活化粉煤灰熟料的酸浸溶出率均为11.00%.利用XRD,SEM和FTIR对粉煤灰原料和焙烧产物进行表征,结果显示,粉煤灰由难溶的莫来石和致密的球形颗粒等形态转变成易溶于酸的霞石相NaAlSiO_4,可进一步说明添加碳酸钠助剂的必要性和马弗炉高温化学热活化工艺的优势.对于粉煤灰的分级提取,添加碳酸钠助剂并采用马弗炉进行高温热活化,是一种行之有效的方法.     

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％.     

高硅高铁粉煤灰制备SiO2的工艺研究

以碳酸钠为活化剂活化粉煤灰,考察原料配方、焙烧条件(温度、时间)、酸浸条件(用量、浓度)、溶胶一凝胶条件(初始浓度、温度)对SiO2产率的影响.结果表明:(1)当m粉煤灰∶m碳酸钠≥1∶1.8或焙烧温度超过850℃时,样品发生烧结无法从坩埚中取出,面致酸浸分解率和SiO2产率为零;(2)粉煤灰在没有助剂条件下进行高温活化,酸浸分解率为24.13％,无SiO2产品;(3)盐酸浓度和溶胶-凝胶液的初始浓度对SiO2的产率基本无影响;(4)温度是影响溶胶-凝胶的显著因素;(5)最佳工艺条件为∶m粉煤灰∶m碳酸钠=1∶1.2、焙烧温度800℃、焙烧时间2h;凝胶-凝胶水浴温度94℃,SiO2的产率可达85.35％.     

电厂粉煤灰活化工艺参数的研究

利用机械研磨-碳酸钠混合焙烧对粉煤灰进行活化,探讨了机械研磨时间对粒度和真密度的影响,研究了焙烧条件对铝浸出率的影响。结果表明,在机械研磨及碳酸钠混合焙烧联合作用下,粉煤灰中惰性硅铝组分可得到充分活化。最佳活化工艺参数为:球磨时间40 min,灰碱质量比1∶0.40,焙烧温度875℃,焙烧时间2 h。烧结熟料主要成分为霞石相(NaAlSiO_4)。     

电厂粉煤灰活化工艺参数的研究

利用机械研磨-碳酸钠混合焙烧对粉煤灰进行活化,探讨了机械研磨时间对粒度和真密度的影响,研究了焙烧条件对铝浸出率的影响。结果表明,在机械研磨及碳酸钠混合焙烧联合作用下,粉煤灰中惰性硅铝组分可得到充分活化。最佳活化工艺参数为:球磨时间40 min,灰碱质量比1∶0.40,焙烧温度875℃,焙烧时间2 h。烧结熟料主要成分为霞石相(NaAlSiO_4)。     

煤矸石和赤泥协同提取氧化铝过程矿相转变研究

开展了煤矸石和赤泥协同提取氧化铝研究,考察了添加赤泥对煤矸石活化提取氧化铝及对助剂碳酸钠消耗量的影响,并利用TG-DSC和XRD研究了赤泥添加对煤矸石活化过程的影响。结果表明,"煤矸石-赤泥-Na_2CO_3"混合样中氧化铝的溶出率随Na/Al摩尔比和煅烧温度的增加而增加,在Al/Si摩尔比为1的条件下,当Na/Al摩尔比为1.2、煅烧温度为850℃时,混合样的氧化铝溶出率可达到91.7%,与碳酸钠直接活化煤矸石相比,碳酸钠消耗量可降低77.9%。TG-DSC和XRD的结果表明,煤矸石、赤泥以及碳酸钠在低于700℃时相互作用比较弱,在高于800℃时三者发生相互作用,赤泥的加入由于调整了样品中的Al/Si摩尔比,使反应的最终物相选择性地向Na∶Al∶Si摩尔比为1∶1∶1的霞石和沸石相转化。     

煤矸石和赤泥协同提取氧化铝过程矿相转变研究

开展了煤矸石和赤泥协同提取氧化铝研究，考察了添加赤泥对煤矸石活化提取氧化铝及对助剂碳酸钠消耗量的影响，并利用TG-DSC和XRD研究了赤泥添加对煤矸石活化过程的影响。结果表明，“煤矸石-赤泥-Na₂CO₃”混合样中氧化铝的溶出率随Na/Al摩尔比和煅烧温度的增加而增加，在Al/Si摩尔比为1的条件下，当Na/Al摩尔比为1.2、煅烧温度为850℃时，混合样的氧化铝溶出率可达到91.7%，与碳酸钠直接活化煤矸石相比，碳酸钠消耗量可降低77.9%。TG-DSC和XRD的结果表明，煤矸石、赤泥以及碳酸钠在低于700℃时相互作用比较弱，在高于800℃时三者发生相互作用，赤泥的加入由于调整了样品中的Al/Si摩尔比，使反应的最终物相选择性地向Na∶Al∶Si摩尔比为1∶1∶1的霞石和沸石相转化。     

煤矸石提取氧化铝工艺研究

研究以萤石为助剂煅烧活化煤矸石,考察了煤矸石煅烧活化和溶出条件对煤矸石中氧化铝溶出率的影响。实验表明,最佳煅烧活化条件:石灰石与煤矸石质量比为2.5;萤石用量为1%(质量分数);煅烧温度为1 260℃;烧成时间为90 min。溶出的最佳工艺条件:溶出温度为85℃;溶出时间为2.0 h;Na2CO3质量分数为9%;液固比为3.5(体积质量比,mL/g)。在此条件下,煤矸石中氧化铝的溶出率高达90.5%。     

活化煤矸石离子溶出特性初探

初步研究了碳酸钠作为活化剂时煤矸石中硅铝的溶出特性,利用XRD分析煤矸石的煅烧情况,用ICP-AES(感偶等离子原子发射光谱)分析活化煤矸石离子溶出情况,结果表明:碳酸钠与已经热活化处理过的煤矸石样于820℃焙烧活化后,生成Na2SiO3(PDF82-604)和NaAl-SiO4(PDF76-1733),前者易溶于水,后者较偏高岭石易溶于碱,碱液浓度相同时,NaAlSi04(PDF76-1733)于NaOH的溶出率高于和在KOH溶液中的溶出率.     

粉煤灰-碳酸钠活化工艺的实验研究

以碳酸钠为活化剂活化粉煤灰,考察碳酸钠和粉煤灰体系的含水量、粒度、质量配比、升温方式、放置位置、活化温度、活化时间对活化效果的影响,通过焙烧样品的烧结情况、质地、是否易取、酸浸分解率进行评价。结果表明,以碳酸钠活化粉煤灰,活化温度和体系质量配比是引起体系烧结的主要因素;将140~160目的绝干物料按质量比1:1.2配料后混合均匀,800℃焙烧2 h,分解率可达97.34%,且样品质地蓬松,易取出。     

粉煤灰控失肥的制备及其铵氮溶出特性的评价

将粉煤灰在850℃焙烧2～3 h,用2 mol·L-1盐酸在70℃、搅拌条件下对焙烧产物酸溶2～3 h,得到改性粉煤灰;将改性粉煤灰与氢氧化铝、碳酸钠按质量比为10 ∶ 1∶15混合,在850℃焙烧2～3 h,得到焙烧产物;将焙烧产物进行浸取、晶化、烘干等处理,然后添加一定比例的高分子聚合物,制得化肥控失剂;将控失剂与...     

煅烧活化粉煤灰对镓酸浸效果的实验研究

通过高温煅烧法对粉煤灰进行活化,采用酸浸法浸取活化后粉煤灰中的镓。研究了煅烧条件（助剂种类、助剂含量、煅烧温度、煅烧时间）对粉煤灰中镓的浸出效果的影响。采用X射线衍射表征粉煤灰以及不同煅烧条件下所得产物的物相组成,用ICP测定了浸取液中的镓的含量。研究结果表明：在3种助剂（碳酸钠、碳酸钙和氧化钙）中,碳酸钠是粉煤灰活化的最优助剂;碳酸钠与粉煤灰的质量比为1.5∶1、煅烧温度为800 ℃、煅烧时间为120 min时,粉煤灰中镓的浸出量（质量分数）为5.262×10-5。     

煤矸石/粉煤灰对赤泥钠化还原焙烧反应的影响机制

煤矸石或粉煤灰与赤泥协同钠化还原焙烧均可实现其所含铁、铝、硅等元素的形态转化,使其易于分离回收;但对于它们分别与赤泥协同钠化还原焙烧反应差异性及机制的研究目前尚未见报道。采用X射线衍射分析方法,分别考察了煤矸石-赤泥、粉煤灰-赤泥体系钠化还原焙烧过程中,气氛类型、钠助剂添加量、焙烧温度、焙烧时间对还原焙烧产物物相组成的影响规律,并对两个反应体系中铁磁化效果及铝硅活化效果的差异性进行分析。结果表明：在钠化还原焙烧过程中,煤矸石-赤泥、粉煤灰-赤泥体系均可同步实现含铁物相的磁化和铝硅物相的活化,且随着钠助剂添加量、焙烧温度、焙烧时间的变化,含铁物相和铝硅物相呈现规律性变化;在相同铁磁化和铝硅活化效果前提下,煤矸石-赤泥体系所需钠助剂添加量、焙烧温度和焙烧时间均略低于粉煤灰-赤泥体系,这主要与煤矸石、粉煤灰中所含还原性物质和铝硅矿物的赋存形态、含量及微观结构有关。研究将为煤矸石、粉煤灰等煤基固废与赤泥协同钠化还原焙烧回收有价元素的原料筛选提供理论指导。     

Combined effects of additives and power levels on microwave drying performance of lignite thin layer

The microwave drying performance of lignite thin layer in a bench-scale setup was highlighted in terms of three additives with 10% dosage. The dielectric loss for dried lignite, raw lignite, lignite/coal fly ash, lignite/Na₂SO₄, and lignite/Na₂CO₃ at 2,450?MHz were 0.06, 0.13, 0.14, 0.15, and 0.18. In comparison with raw lignite, the average temperature rising of the thin layer at 385?W for lignite blending with sodium carbonate, sodium sulfate, and coal fly ash was about 10, 7, and 2°C. The apparent activation energies of both falling rate periods for lignite blending with three additives were less than that of raw lignite. Sodium carbonate among three additives could be preferable one, followed by sodium sulfate and coal fly ash. The energy efficiency increased with the addition of sodium carbonate, sodium sulfate, and coal fly ash. The required electricity energy for lignite/Na₂CO₃ blend at 385?W was reduced by about one half compared with the raw lignite.     

熔盐法活化处理含铬红土镍矿浸出液的铬铝分离及碱液循环

基于Na2CO3, Na2CrO4, NaAlO2在NaOH溶液中的溶解度及NaAlO2的性质,采用蒸发结晶、碳化沉铝、苛化等方法对浸出液中铬、铝进行了分离,并实现了碱液循环. 结果表明,采用分步结晶,一次蒸发排盐终点控制碱液浓度在40%(w),结晶相中为大量NaAlO2和少量Na2CrO4;二次蒸发碱液浓度控制在50%(w),结晶相中为大量Na2CrO4和少量Na2CO3. 一次排盐结晶相溶解后通过碳化方式将铝分离,深度碳酸化后NaAlO2分解率达90.8%;二次排盐结晶相溶解后在90℃、苛化1 h、加钙量为理论量的1.2倍时,苛化率达79.2%,苛化液蒸发后过滤得到较纯的Na2CrO4晶体.     

添加剂对催化气化工艺中煤灰结渣性及气化性能影响研究

煤催化气化工艺中碱金属催化剂的引入加剧了气化炉的结渣，直接影响了流化床气化炉的正常操作。煤灰的烧结特性是流化床气化炉结渣的主要影响因素之一。通过自制的压差法烧结温度测定实验装置，并结合XRD 等分析表征及Factsage热力学软件模拟计算，考察了不同添加剂对煤灰烧结特性及气化性能的影响，并从矿物学角度探讨了添加剂对煤灰结渣特性及气化工艺的影响。结果表明，添加硅铝系添加剂可提高煤灰的烧结温度；相比硅系添加剂，添加高铝系添加剂对改善煤灰的烧结温度效果更明显；高铝系添加剂可作为一种高效的阻熔剂，但因在气化过程中容易同催化剂反应，导致催化剂催化性能降低，对煤的气化活性及催化剂回收率产生不利影响；添加氧化钙添加剂，煤的灰熔温度及烧结温度均增加，随氧化钙含量增加，灰熔点及烧结温度均升高，且对气化活性及催化剂回收率有良性作用；氧化钙可作为改善煤种结渣性的添加剂用于催化气化工艺中，需根据煤种性质及工艺特点确定适宜的添加量。     

Flux mechanism of compound flux on ash and slag of coal with high ash melting temperature

The melting temperature of Z coal ash was reduced by adding calcium–magnesium compound flux(W_(CaO)/W_(MgO)=1). In the process of simulated coal gasification, the coal ash and slag were prepared. The transformation of minerals in coal ash and slag upon the change of temperature was studied by using X-ray diffraction(XRD). With the increase of temperatures, forsterite in the ash disappears, while the diffraction peak strength of magnesium spinel increases,and the content of the calcium feldspar increases, then the content of the amorphous phase in the ash increases obviously. The species and evolution process of oxygen, silicon, aluminum, calcium, magnesium at different temperatures were analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy(XPS). The decrease of the ash melting point mainly affects the structural changes of silicon, aluminum and oxygen. The coordination of aluminum and oxygen in the aluminum element structure, e.g., tetracoordinated aluminum oxide, was changed. Tetrahedral [AlO_4] and hexacoordinated aluminoxy octahedral [AlO_6] change with the temperature changing. The addition of Ca~(2+) and Mg~(2+) destroys silica chain, making bridge oxide silicon change into non-bridge oxysilicon; and bridge oxygen bond was broken and non-bridge oxygen bond was produced in the oxygen element structure. The addition of calcium and magnesium compound flux reacts with aluminum oxide tetrahedron, aluminum oxide octahedron and silicon tetrahedron to promote the breakage of the bridge oxygen bond. Ca~(2+) and Mg~(2+) are easily combined with silicon oxide and aluminum oxide tetrahedron and aluminum. Oxygen octahedrons combine with non-oxygen bonds to generate low-melting temperature feldspars and magnesite minerals, thereby reducing the coal ash melting temperatures. The structure of kaolinite and mullite was simulated by quantum chemistry calculation, and kaolinite molecule has a stable structure.     

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。     

聚硅酸铝铁絮凝剂的制备及在处理生活废水中的应用

以粉煤灰为主要原料制备聚硅酸铝铁絮凝剂,通过正交实验考察了原料的最佳配比,并对待处理污水的pH值进行了研究。结果表明,助溶剂碳酸钠与粉煤灰物质的量比0.2时,其对粉煤灰中铝、铁的浸出率影响最大;在焙烧温度860℃、酸浸温度105℃、盐酸质量分数30%、溶出时间1.5 h的条件下生产的产品,其絮凝效果最好,对生活废水的COD、色度和浊度的去除率分别为78.32%,80.78%,67.74%。在与聚合氯化铝、聚合氯化铁的对比实验中,聚硅酸铝铁的絮凝性能更佳。     

粉煤灰分步溶出硅铝制备纯沸石分子筛的研究

研究了一种由粉煤灰合成纯沸石分子筛的新工艺,粉煤灰与碳酸钠混合焙烧生成硅酸钠和硅铝酸钠,用少量水浸取其中的硅酸钠,含硅铝酸钠的残余物用碱液浸取.实验发现,在碱溶过程中溶液中的硅铝存在过饱和现象,在过饱和期内实现固液分离,可提取粉煤灰中的硅铝用于合成X型、A型、P型纯沸石产品.1 kg粉煤灰合成310～560 g纯沸石.晶化导向剂和晶种对沸石晶型和晶化时间有很大影响.经仪器和化学分析方法对沸石产品从矿物组成和阳离子交换容量进行表征,制得产品的阳离子交换容量可达3.2～ 4.7meq/g,纯度较高.