提取準格爾煤田粉煤灰中氧化鋁實驗過程中助溶劑的選擇研究.pdf

1、粉煤灰作為燃煤電廠的主要廢棄物已經(jīng)成為了一種嚴重污染環(huán)境的工業(yè)固體廢棄物。但它實際上是一種具有較高利用價值的物質(zhì),可以廣泛的應用于農(nóng)業(yè)、化工、建筑等一系列行業(yè)中。粉煤灰的有效利用成為人類關注的熱點。本文在分析研究了國內(nèi)外粉煤灰的利用現(xiàn)狀的基礎上,對準格爾煤田粉煤灰做了較全面的分析,以期得到一種有效利用準格爾煤田粉煤灰資源的方法。本課題首先利用SEM、XRD、EDX等先進的分析手段和化學分析方法,對準格爾煤田粉煤灰的外觀形態(tài)、礦物組成及特

2、征做了詳細的研究:粉煤灰中鋁元素主要以莫來石(Al6Si2O13)晶格結(jié)構(gòu)存在;Al2O3的含量為45.52wB％,SiO2的含量為43.96wB%,其它成分含量為10.52wB%。其次,選用工業(yè)鹽酸、HClO4、HNO3與粉煤灰進行固相反應,并對固相反應結(jié)果進行SEM、EDX分析,由分析結(jié)果確定工業(yè)鹽酸為最有利于與粉煤灰進行反應的酸。在此基礎上,分別采用CaO、KF、Na2CO3,天然堿做助溶劑,比較它們對提取粉煤灰中氧化鋁的助溶效果

3、有何差異,并優(yōu)化反應過程中的工藝參數(shù)。研究采用CaO作助溶劑,與粉煤灰高溫燒結(jié),再用鹽酸浸取的實驗方法,從粉煤灰中提取氧化鋁。得到的最佳實驗工藝參數(shù)為:在CaO與粉煤灰中的SiO2的摩爾比為0.6時,氧化鋁的浸出率為40.7%。研究采用KF作助溶劑,用同樣的實驗方法,提取粉煤灰中的氧化鋁。實驗最終確定的最佳反應條件為:粉煤灰與KF質(zhì)量比為2:1;焙燒溫度:800℃;焙燒時間:60min;酸浸反應時間:60min;酸浸反應溫度:90℃;酸

4、浸反應時酸的濃度:6mol/L;液固比為6:1。在此條件下,氧化鋁的浸出率可達到95%。研究用Na2CO3作助溶劑,通過單因素實驗,實驗最終確定的最佳反應條件為:粉煤灰與Na2CO3質(zhì)量比為1:1.5;焙燒溫度:900℃;焙燒時間:150min;酸浸反應時間:20min;酸浸反應時酸的濃度:15%;液固比為4:1。在此條件下,氧化鋁的浸出率可達到97.3%。最后,研究了利用天然堿替代Na2CO3作助溶劑,確定了粉煤灰與天然堿反應的最佳配