煤矸石-粉煤灰制備氧化鋁的工藝研究.pdf

1、煤矸石、粉煤灰是我國產(chǎn)生量最大的工業(yè)固體廢棄物之一,大量堆存帶來了嚴重的環(huán)境污染。其利用方式主要以建工、建材為主,方式單一,利用水平低,提取氧化鋁作為其高值化利用的重要方式之一,對提高其利用率和利用水平有重要的意義。酸溶法提取氧化鋁是常用的方法,但由于煤矸石和粉煤灰化學(xué)組成穩(wěn)定,未經(jīng)活化很難得到高的氧化鋁提取率。碳酸鈉燒結(jié)活化可達到高的氧化鋁提取率,而且可同步將其中的 SiO2轉(zhuǎn)化為高值化硅產(chǎn)品,實現(xiàn)鋁、硅的同步高值利用,但由于碳酸鈉耗

2、量大、成本高,限制了其工業(yè)化應(yīng)用。
　　本論文重點探討碳酸鈉燒結(jié)對煤矸石、粉煤灰活化提取氧化鋁的影響,借助XRD、IR等表征手段,揭示碳酸鈉燒結(jié)活化機理,探索能夠減少碳酸鈉耗方法,在此基礎(chǔ)上制備符合要求的氧化鋁產(chǎn)品。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)探討了煤矸石、粉煤灰在碳酸鈉燒結(jié)作用下的活化行為及機理。結(jié)果表明:當燒結(jié)溫度在800℃~900℃,碳酸鈉與煤矸石/粉煤灰質(zhì)量比為0.8~1時,煤矸石/粉煤灰中氧化鋁的溶出率達到

3、90％以上。其作用機理為:碳酸鈉與煤矸石、粉煤灰中的 Al2O3和 SiO2作用生成了易溶于酸的霞石,使氧化鋁溶出,并將其中的SiO2轉(zhuǎn)化為反應(yīng)活性高的非晶態(tài)物質(zhì)。
　　(2)由于碳酸鈉燒結(jié)助劑消耗量大,本論文探討了減少助劑添加量的幾種方法。結(jié)果表明:氯化鈉和硫酸鈉對煤矸石、粉煤灰的活化效果較差,因而難以作為可循環(huán)型鈉助劑;預(yù)脫硅方法處理粉煤灰可降低助劑碳酸鈉耗量的30%左右;赤泥作為可替代型含鈉廢棄物顯示出良好的效果,其高的Al