淮南粉煤灰活化脱杂制取硅钛氧化铝的研究_粉煤灰综合利用网
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淮南粉煤灰活化脱杂制取硅钛氧化铝的研究
发布时间: 2016-04-27 10:59    查看: 491
          随着经济的不断发展,我国粉煤灰的排放量与日俱增,对环境影响严重,且高附加值利用严重不足。粉煤灰中含有铝、硅、钛等元素,可作为生产铝硅钛合金的原料,但粉煤灰中的铁元素会降低合金性能,需要对其进行活化脱杂。本文研究了粉煤灰的活化工艺和脱杂工艺,得到了基本符合电解要求的硅钛氧化铝。主要研究内容及结论如下:
   以淮南田家庵电厂粉煤灰为研究对象,利用化学分析、SEM、XRD等手段研究了粉煤灰的理化性质、矿物组成和微观形貌。结果表明,粉煤灰以玻璃相物质为主,结晶物质以石英、莫来石为主,并含有少量的硅线石等,铁主要以赤铁矿的形式存在。颗粒形貌主要为玻璃微珠、碳粒等。
   采用机械粉磨法对粉煤灰进行物理活化,与NaOH溶液反应进行化学活化以提高粉煤灰的铝硅比。经物理活化后,粉煤灰颗粒粒径减小,比表面积增加,玻璃相包裹层破裂。研究了化学活化工艺条件对提高粉煤灰铝硅比的影响,在NaOH浓度为25%、体积为140mL,反应温度为90℃、反应时间为2.5h的条件下,铝硅比最高为1.49,活化效果最好。经过物理化学活化,粉煤灰中玻璃相的含量极少。从微观形貌可以看出:表面光滑的玻璃相层已基本被腐蚀掉了,露出了被玻璃相包裹的其它矿物相。
   采用混酸(硫酸与草酸)对粉煤灰进行脱杂研究。研究了工艺条件对提高粉煤灰脱铁率的影响,在草酸浓度分别为65g/L、硫酸浓度为0.50mol/L、混酸溶液体积分别为120mL、浸取温度为80℃、浸取时间为3h的实验条件下,脱铁率最高为69.57%。经过物理活化和脱铁的粉煤灰其矿物组成和微观形貌变化不大,其中被玻璃相包裹的杂质仍旧无法脱除,需要进一步活化。而经过复合活化的粉煤灰的脱铁率比经物理活化后的提高了9.74%,可达到79.71%。以活化脱杂的粉煤灰配入适量的Al2O3和TiO2为原料,经电解验证试验证明,脱杂复配后的硅钛氧化铝可以作为生产铝硅钛合金的原料。

     关键词:粉煤灰  硅钛氧化铝  活化工艺  脱杂工艺 

    


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