机械活化铁氧化物的碳热还原热力学

为了从理论上揭示机械活化对铁氧化物碳热还原的影响规律,分析了机械活化铁氧化物的储能构成,并建立了铁氧化物机械力储能与碳热还原热力学之间的联系。研究结果表明：对铁氧化物碳热还原热力学产生显著影响的机械力储能形式是位错吉布斯自由能和无定形化吉布斯自由能;铁氧化物的碳热还原温度随机械力储能的增加而降低（其中Fe₂O₃的碳热还原温度降低不显著）;另外,Fe₃O₄从按照1/4Fe₃O₄+CO=3/4Fe+CO₂发生还原转为按照Fe₃O₄+CO=3FeO+CO₂发生还原的转折温度随Fe₃O₄机械力储能的增加而线性下降。     

机械活化对粉煤灰提铝影响研究

为提高粉煤灰中铝提取率, 采用机械活化对粉煤灰进行预处理, 探讨了机械活化对粉煤灰焙烧-酸浸效果的影响。结果表明: 机械活化能提高粉煤灰比表面积、增加反应活性点, 促进活化反应的进行; 通过机械活化, 在Na₂CO₃与Al₂O₃物质的量比1.6、850 ℃下焙烧50 min后酸浸, 铝浸出率达到91.58%。     

机械活化石墨-Fe2O3体系碳热还原反应的热力学分析

为揭示石墨的机械活化对石墨-Fe₂O₃体系碳热还原反应热力学的影响机理, 以机械力储能作为活化程度的量度, 探讨了石墨的储能对气化反应热力学、Fe₂O₃碳热还原反应热力学的影响。结果表明, 随着储能的增加, 石墨气化反应的平衡CO压力分数增大, 从而影响石墨-Fe₂O₃体系的碳热还原热力学, 具体为: 石墨储能导致铁氧化物的碳热还原温度降低, 使Fe₂O₃的各还原产物的热力学稳定区此消彼长。以临界储能19.05 kJ/mol为界限, 石墨-Fe₂O₃体系中Fe₂O₃的碳热还原遵循两种不同顺序: 储能低于19.05 kJ/mol时:Fe₂O₃→Fe₃O₄→FeO→Fe; 储能高于19.05 kJ/mol时:Fe₂O₃→Fe₃O₄→Fe。     

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。     

准格尔电厂炉前煤矿物组成及其对高铝粉煤灰形成的贡献

准格尔电厂粉煤灰中的Al₂O₃含量高达52.72%,这在世界上十分少见,为详细了解这一特殊粉煤灰的成因并加以高附加值利用,采用ICP-AES,XRD和FESEM-EDX等方法详细研究了该电厂炉前煤的煤岩、煤质、煤中矿物组成和灰成分特征,同时测定了粉煤灰的化学成分.结果表明,准格尔电厂煤中矿物以高岭石和勃姆石为主,分别占煤中矿物总量的71.1%和21.1%.粉煤灰中高Al₂O₃含量来源于煤中丰富的高岭石和勃姆石矿物在电厂高温下的转化和分解产物;石英仅占煤中矿物组分的1.9%,也相应地提高了粉煤灰中的Al₂O₃/SiO₂质量比,使得这一比值达到1.50,是常见粉煤灰的3倍左右.煤中其它矿物含量较少,使得粉煤灰中其它氧化物含量相应降低,这为高铝粉煤灰的高附加值利用奠定了良好基础.     

某高铝高硅铝土矿提质试验研究

贵州某铝土矿 Al₂O₃品位为 61.97%,Si O₂品位为 13.06%,铝硅比为 4.75,矿石特点为高铝、高硅、较低铝硅比,开发利用难度大。根据工艺矿物分析,采用“1 粗 1 精 1 扫”的正浮选流程进行浮选,并选用新型辅助捕收剂 BM-3 与油酸钠组合使用。最终得到精矿 Al₂O₃品位为72.28%,回收率为 75.90%;Si O₂品位为 4.97%,回收率为 22.30%,铝硅比为 14.54,较原矿铝硅比提高了 9.79。     

粉煤灰烧结熟料中氧化铝的溶出

采用烧结法提取粉煤灰中Al₂O₃,通过正交试验对影响烧结过程的各种因素进行烧结条件的优化,烧结产物进行溶出和赤泥洗涤试验。烧结试验主要考察烧结剂用量和配比、烧结温度、烧结时间对粉煤灰烧结熟料中Al₂O₃溶出率的影响;熟料溶出试验主要考察稀碱液浓度、溶出时间、溶出温度以及赤泥洗涤制度对粉煤灰烧结熟料中Al₂O₃溶出率的影响。试验结果表明,正交试验对烧结熟料的溶出条件进行优化,粉煤灰烧结熟料中Al₂O₃溶出率由76.20％提高到84.69％;通过对赤泥的洗涤试验,粉煤灰中Al₂O₃提取率进一步提高到87.03％,Na₂O溶出率达到94.83％。     

贵州某铝土矿浮选脱硫脱硅试验研究

贵州某高硫高硅铝土矿Al₂O₃含量为58.36%,S含量为1.85%,硅含量为11.37%,铝硅比为5.13,属典型的高硅高硫铝土矿。为给该矿石开发利用提供依据,进行了浮选试验。结果表明,在磨矿细度为-0.074 mm含量76.18%条件下,以Na₂CO₃为调整剂,CuSO₄·5H₂O为活化剂,无机高分子聚合硅酸盐为抑制剂,PG-20为脱硫捕收剂,胺类混合捕收剂为脱硅捕收剂,2^#油为起泡剂。采用1粗2精2扫闭路流程处理,可得到Al₂O₃含量为64.68%、S含量为0.2%、SiO₂含量为8.96%、铝硅比为7.22、Al₂O₃回收率为84.92%的铝土矿精矿,脱硫率达到91.67%,铝硅比提高了2.09。该方法可为此类型铝土矿的开发和利用提供理论支持和借鉴。     

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。     

广西某高硅铝土矿尾砂分选试验研究

广西某高硅铝土矿为实现其尾砂中含铝矿物的回收利用,进行了选矿工艺试验研究。试验结果表明：在磨矿细度为-0.074 mm75%时,经1次重选,重选中矿、尾矿合并后进行1粗1扫3精1精扫、中矿顺序返回的闭路正浮选脱硅流程,获得了Al₂O₃品位65.80%、铝硅比7.95、Al₂O₃综合回收率68.98%的铝土矿精矿,重选—浮选联合工艺流程的提铝脱硅效果显著,可为类似低铝高硅型铝土矿资源的开发利用提供技术支撑。     

硫酸固相转化法从粉煤灰中提取氧化铝

针对现有粉煤灰提取氧化铝方法中存在的问题,采用硫酸固相转化法从粉煤灰中提取氧化铝,考察了硫酸用量、反应温度和时间、升温速度等因素对铝转化率的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段对粉煤灰提取铝工艺过程中各样品的微观形貌和结构组成变化进行研究。结果表明,粉煤灰与浓硫酸反应后,粉煤灰中的偏高岭石、莫来石等铝硅酸盐矿物颗粒受到硫酸浸蚀转变成硫酸铝和二氧化硅;固相转化后的熟料用水洗即可将铝浸出而与硅分离;硫酸用量、温度及升温速度对转化率的影响较大,转换率可达94%以上。     

粉煤灰中磁珠的微观结构及化学组成

粉煤灰通常含有硅、铝、铁、钙及其它元素。为了更好地利用粉煤灰中的铁,利用磁选将粉煤灰中的铁分离出来。利用激光粒度分析仪研究了磁珠的粒度分布。采用带有能谱的扫描电镜观察了磁珠的外表面、断面、内表面及内包裹微珠形貌。利用X-衍射分析仪分析了磁珠的矿物相。研究发现:磁珠的平均粒径比粉煤灰的平均粒径大10μm,磁珠主要分布在粗颗粒中。磁珠表面析晶体形貌呈粒状、针状、块状、片状和鱼鳞状多种。除了少量的实心磁珠外,粉煤灰中大部分的磁珠是空心的,内部包裹有小微珠。不同形貌磁珠和磁珠不同位置处的铁元素分布不同。表面有粒状析晶的磁珠中铁含量最高,针状析晶磁珠次之。     

浮选法脱除粉煤灰中未燃碳的研究

为提高粉煤灰资源化利用水平和有效保护环境,对广东坪石发电厂粉煤灰的粒度特性和未燃碳的粒级分布进行分析,并采用接触角测量仪分析未燃碳粒的表面疏水性,基于此进行浮选脱碳试验。试验结果表明:该粉煤灰粒度极细,<0.074 mm粒级产率约为89.81%,未燃碳粒接触角仅为21°,可浮性差;当柴油用量为10 kg/t、仲辛醇用量为3.5 kg/t时,浮选尾煤产率为73.85%,烧失量为4.89%,浮选精煤产率为26.15%,灰分为45.45%,发热量为14.34 kJ/kg,综合回收率较高。     

粉煤灰制备高耗氯产品主反应装置能质平衡模型

探索开发新的粉煤灰有价组元高附加值提取工艺对提高大宗固废粉煤灰的资源利用效率具有现实意义。本文首先基于氯化冶金原理提出采用喷吹竖炉工艺结合精馏提纯技术,以粉煤灰与工业副产氯气为主要原料制备高耗氯产品的技术解决方案,兼顾“以废治废”。然后构建了喷吹竖炉工艺主反应装置的能质平衡模型,通过数值计算分析了经济技术指标,评估了工艺的可行性。计算结果表明,每小时处理695 kg粉煤灰可以生产具有高附加值的AlCl₃、FeCl₃及SiCl₄的理论产量分别为498.78、94.86和935.55 kg;同时消耗焦炭280.47 kg,工业副产氯气1593.74 kg,载气空气182.07 kg;提高工业副产氯气的预热温度可以减少焦炭消耗量,优化生产成本;炉气带走热量占主反应装置热量支出的74.78%,与粉煤灰中各氧化物的氯化率呈正相关;精馏提纯后的高热值炉气结合烟气炉等余热回收设备可以实现循环利用。研究内容和结果可为后续工艺仿真模拟和优化操作参数提供理论基础和数据支撑。     

含铁废水的吸附处理研究

研究了用盐酸改性的粉煤灰对铁的吸附性能，并与活性炭进行了比较。试验结果表明，用3mol／L的盐酸改性粉煤灰对铁有很好的吸附性能，吸附量可达88mg／g以上，对铁的去除率达99．2％，高于活性炭对铁的去除率。     

高磷铁矿球团气化脱磷影响因素研究

通过XRD衍射仪分析了高磷铁矿中磷的赋存状态,并结合FactSage 7.2热力学分析结果,采用配料造球、球团焙烧等手段,探究了不同配碳量、温度和焦粉粒度对高磷铁矿球团气化脱磷的影响规律。结果表明:高磷铁矿中磷的存在形式为Ca₅(PO₄)₃F,加入0.8%SiO₂和1.6%CaCl₂作为混合脱磷剂,在焙烧温度1 250℃、配碳量8%、焦粉粒度0.074～0.15 mm时,气化脱磷率达24.1%。     

粉煤灰地聚合物溶出聚合机理及其性能研究

研究粉煤灰在碱性激发剂作用下硅、铝、钙的溶出聚合机理,并研究了生成的粉煤灰地聚合物的抗压强度、微观结构和形貌特征.研究表明:在地聚合反应中,粉煤灰玻璃质球体溶蚀,硅铝相不断溶出且逐渐增加,继而再聚合生成地聚合物凝胶,钙质成分部分键合在地聚合物中以平衡电价,部分参与水化反应生成相应的水化产物;粉煤灰地聚合物在75℃养护8...     

粉煤灰提铝残渣粒度对天然橡胶性能的影响

采用湿法球磨得到不同粒径的粉煤灰提铝残渣粉体,将其作为填料添加到天然橡胶中,研究了不同粒径粉体对橡胶硫化工艺及力学性能的影响。结果表明:随着粒径的降低,硫化胶强度明显增加。当粉煤灰提铝残渣的D90粒径为2.33μm时,硫化胶的300%定伸应力、拉伸强度、扯断伸长率、硬度、DIN磨耗分别为:9.8 MPa、23.4 MPa、514%、51 HA、0.2145 cm3。     

钨粗精矿氯化冶金工艺研究

研究了气相氯化法从钨粗精矿中挥发多金属的影响因素。研究结果表明: 稀盐酸可以适当地提高钨品位, 并可以除去40%的钙; 钨粗精矿经过盐酸预处理后, 主要元素的氯化挥发率高于未处理精矿。最佳氯化工艺条件为: 温度700 ℃, 保温时间1 h, 活性碳用量为原矿的20%, 在此条件下还原氯化, 钨的氯化挥发率大于99%, 钼、锡的氯化挥发率大于97%; 同时, 铁、铝挥发率也较高, 导致氯化物中的铁、铝含量较高; 氯化残留矿样为熔融的盐状, 结块严重。