粉煤灰焙烧-酸浸提取氧化铝工艺

采用酸浸法提取淮南某电厂粉煤灰中的Al2O3,通过单因素实验研究了Na2CO3混合焙烧活化工艺和H2SO4酸浸工艺中的各种因素对Al2O3浸出率的影响,确定了工艺最佳条件:焙烧灰碱比为1∶0.9,焙烧时间为2h,焙烧温度为875℃;酸浸H2SO4浓度为3mol/L,酸浸温度为90℃,酸浸时间为2h,液固比为4∶1,Al2O3浸出率可达95%。     

准东煤灰提取氧化铝和白炭黑技术研究

为实现准东煤灰的绿色化综合利用,笔者研究设计了从准东煤灰中制取氧化铝和白炭黑的工艺流程,确定了最佳工艺条件,并通过SPSS双变量分析比较不同影响因素对提取率影响程度。试验采用准东煤--将军庙原煤,破碎并用马弗炉模拟煤粉炉静态燃烧方式制取灰样。准东煤灰的成分分析和元素分析表明:SiO2占48.84%,Al2O3占31.26%。参照标准制备灰样,对灰样进行SEM分析,发现粘黏性严重,因此试验前先进行机械研磨。采用煤灰与硫酸铵焙烧法制备氧化铝,工艺分为焙烧过程和酸浸过程。因滤液中含有大量杂质铁、钙等元素,采用pH调节法除杂并对除杂效果进行检验,检验结果为除杂率接近100%。从提铝渣中制备白炭黑分为碱浸过程和多次碳分过程。在提铝工艺焙烧过程中,通过提铝率变化曲线及节能角度确定了各因素的最佳试验条件为:焙烧温度600℃,焙烧时间60 min,焙烧配料比1∶6;在提铝工艺酸浸过程中,得到最佳试验条件为:酸浸温度60℃、酸浸时间20 min、H2SO4浓度0.2 mol/L、酸浸液固比50。从提铝渣制备白炭黑研究中,通过SEM观察到提铝渣疏松多孔,有利于进一步的提硅试验。通过XRD对提铝渣分析,得出提铝渣中含有大量硅、钙元素;用K值法(RIR法)求得提铝渣中Si含量及经提铝后的Si损失率为7.64%。得出碱浸过程最佳试验条件为:碱浸温度60℃、碱浸时间30 min、碱浸NaOH浓度3 mol/L、碱浸液固比70,此时Si提取率为99%。采用多次碳分法进行提硅能够满足不同硅含量纯度要求,得到最佳碱浸工艺条件为碳分pH=9.5、CO2通气速率24 m L/min、碳分NaOH浓度0.2 mol/L、碳分液固比80。通过双变量相关性分析,得到各因素对提铝率、SiO2提取率及H2SiO3沉淀率影响程度大小分别为:焙烧温度>焙烧时间>焙烧配料比,酸浸时间>酸浸温度>H2SO4浓度>酸浸液固比,碱浸液固比>碱浸温度>NaOH浓度>碱浸时间,碳分pH>碳分液固比>碳分NaOH浓度>CO2通气速率。通过经济性及可行性分析,说明提出的工艺能有效实现准东煤灰的绿色化综合利用。从提铝后的滤液中重新提取(NH4)2SO4,实现生产原料的再利用;碳分过程后的Na2CO3溶液可通过加入石灰苛化的方式实现NaOH可循环利用于提取工艺生产;本工艺除生产氧化铝和白炭黑外,还能获得Na2SO4等附加产品。     

煤矸石中铝的浸取实验研究

本文研究了影响煤矸石中铝的浸取的主要因素，实验表明，焙烧温度、焙烧时间、酸的浓度、酸浸时间、浸取温度对煤矸石中铝的浸取率有明显影响，提出了硫酸法浸取铝的最佳条件：焙烧温度750℃，焙烧时间3．5小时，硫酸的浓度为2O％，酸浸温度为90℃，最佳酸浸时间为1小时。     

粉煤灰提取二氧化硅技术及工业化发展现状

粉煤灰是燃煤电厂排放的工业固体废弃物。二氧化硅是粉煤灰中的主要氧化物,其含量可高达60%(质量分数)。以粉煤灰为硅源制备高附加值的硅产品是实现粉煤灰资源化、高值化利用的重要方向。基于粉煤灰提铝工艺,归纳总结了3种主要的粉煤灰提取二氧化硅方法(碱熔-酸浸法、碱溶-酸浸法、酸溶-碱浸法)的研究进展及优缺点,以期为后续开发制备粉煤灰基硅产品提供科学依据。在此基础上指出了粉煤灰提取二氧化硅的发展方向。     

从工业硅渣中回收硅和铝的研究

工业硅渣主要成分为硅、铝、钙三元氧化物及少量单质硅，其他杂质含量极少，可以作为制备高品质分子筛的原料。采用“苏打焙烧-碱浸”工艺从工业硅渣中提取硅酸钠和铝酸钠溶液，考察焙烧时间、焙烧温度、碳酸钠加入量对硅、铝浸出率的影响。结果表明：在焙烧温度为800℃、焙烧时间为30 min、碳酸钠加入量为理论量1.1倍的优化条件下，硅、铝转换率高，碱浸出时硅、铝的浸出率分别为82.34%和67.10%。该工艺可行，解决了工业硅废渣堆存问题，同时带来可观经济效益。     

煤气化粉煤灰酸浸工艺条件的研究

在常压、较低温度（≤100℃）下,开展了煤气化粉灰硫酸浸出工艺条件的研究。以煤气化粉煤灰中Al2O3的浸出率为主要考察指标,通过单因素条件实验和正交实验,分别考察了粉煤灰活化焙烧温度、酸浸反应温度、酸浸反应时间、硫酸溶液质量浓度、液固比等因素的变化对煤气化粉煤灰中Al2O3浸出率的影响。在无需活化焙烧、不使用助剂的条件下,确定较适宜的酸浸工艺条件为：酸浸反应温度95℃、酸浸反应时间5h、硫酸溶液质量浓度40％、液固比4．5：1;此条件下的重复实验表明煤气化粉煤灰中Al2O3的平均浸出率为94．87％。     

粉煤灰酸浸提铝及其动力学

对KF为助剂焙烧活化粉煤灰酸浸提铝过程进行了研究,考察了粉煤灰焙烧活化和盐酸浸出条件对粉煤灰中铝浸出率的影响及其浸出过程动力学. 结果表明,焙烧活化优化条件为：时间1 h、温度800℃、粉煤灰与KF质量比为20:4. 浸出温度90℃、浸出时间2 h、盐酸浓度4 mol/L、液固比4 mL/g的条件下,铝提取率达到92.46%. 粉煤灰烧结产物加热酸浸过程符合收缩未反应核模型,反应级数为0.3718,反应活化能为43.49 kJ/mol,过程速率为化学反应速率控制.     

NaHCO3改性粉煤灰热力学分析及 焙烧工艺条件的研究

昆明电厂粉煤灰富含氧化铝、氧化铁,提取金属氧化物的关键是破坏莫来石晶相.对碳酸氢钠改性粉煤灰焙烧过程进行了热力学分析,绘制了各反应Gibbs自由能变与温度的关系图.结果表明,在碳酸氢钠稳定的温度范围内碳酸氢钠不能对粉煤灰进行改性,碳酸氢钠的分解产物碳酸钠在600 K以上温度会逐渐对粉煤灰进行改性.改性产物经XRD分析表征为酸溶性优良的铝硅酸钠.考察了以碳酸氢钠改性粉煤灰焙烧工艺条件对铝铁浸出率的影响.结果表明,改性剂与粉煤灰的质量比为0.7:1,焙烧时间为45 min,焙烧温度为800℃,铝、铁的浸出率分别达94.78％、91.55％.     

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)。