粉煤灰中铝的含量

铝是用量仅次于钢铁的第二大金属材料，而世界上99%%以上的氧化铝均用铝土矿为原料生产。我国天然铝土矿资源短缺，人均占有量仅为世界平均水平的1.5%%；随着近年来国内需求猛增，铝土矿大量依赖进口。另一方面，火电装机占3／4以上的我国电力工业，每年产生粉煤灰超过4亿吨，导致大量占地和环境污染问题，迄今未能根本解决。

大唐国际方面介绍，其旗下亚洲最大火电厂———总装机达540万千瓦的内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司年产生粉煤灰400万吨。专家分析后发现，其中氧化铝含量接近50%%，为世界之最，其化学成分相当于中级品位铝土矿资源。2004年开始，大唐国际联合同方环境等企业致力于高铝粉煤灰资源化利用关键技术的研发和产业化。经4年多攻关，研发成功具有自主知识产权的以高铝粉煤灰为原料，通过电热法冶炼铝硅系列合金及从高铝粉煤灰提取氧化铝并联产白炭黑等硅产品的两条核心工艺技术路线。以此为基础，辅以成熟的工业技术，最终生产出国家急需的铝硅钛合金材料。

粉煤灰提取铝硅合金的工艺方法

这项技术是根据粉煤灰中含有的铝硅元素，采用电弧炉或高炉直接提取铝硅合金的。该技术先将粉煤灰、添加剂、还原剂、粘结剂等物料搅拦均匀，辊压成球团，干燥后在电弧炉或高炉中高温还原熔炼，实现粉煤灰提取铝硅合金。该工艺投产要求：首先对粉煤灰化验，查清元素含量；其次要有功率≥6300kVA的电弧炉或产量大于30吨/小时的高炉，要设立小型化验室以便于检测，确保铝硅合金的质量。如有硅铁炉、电石炉、锰铁炉进行转产也可以。【题名】一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法

粉煤灰氧化铝提取

H2SO4溶液γ-Al2O3 焙烧活化加热反应活化技术铝氧化物综合利用

【文摘】一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法，是将粉煤灰研磨并焙烧活化后，与H2SO4溶液加热反应，浸出的氧化铝用热水煮溶后，浓缩冷却析出硫酸铝结晶，升温脱水得到无水硫酸铝，继续升温分解得到γ-Al2O3，并进一步制备得到冶金级氧化铝。本发明采用新的粉煤灰活化技术，在常压不使用任何助溶剂，用H2SO4即能使粉煤灰中的氧化铝有效浸出，氧化铝的溶出率可以达到85％以上。本发明将粉煤灰治理成为了多品种的铝盐、铝氧化物，

实现了粉煤灰的精细化综合利用

粉煤灰可成為另一個鋁礦

中國有色金屬工業協會副會長文獻軍前不久斷言:“中國氧化鋁永遠不會成為第二個鐵礦砂。”之所以氧化鋁不會像鐵礦砂那樣受制於進口，是因為中國擁有豐富而可靠的後備資源，特別是高鋁粉煤灰，產生量大，品質優良。但是目前國內對其開發利用尚未形成規模。

據調查，除了內蒙古鄂爾多斯、準格爾之外，與準格爾接壤的晉北的朔州、忻州，也先後發現氧化鋁含量40％以上的高鋁粉煤灰，且儲量巨大。以煤都朔州為例，資料顯示，朔州煤儲量490億噸，煤灰分中三氧化二鋁含量普遍較高(其中平朔一礦、平朔二礦和懷仁吳家窯礦等三大礦點粉煤灰化學成分見表一)。

表1 三大礦點灰份化學成分（%）

朔州神頭電廠是華北最大電廠。現有多年堆存粉煤灰超億噸，每年仍排放粉煤灰500萬

噸以上，電廠用煤來自附近礦點，而非上述三礦(粉煤灰成分見表二)。

表2 朔州神頭電廠堆存粉煤灰化學成分（%）

氧化鋁成分含量與粉煤灰同樣高的還有煤矸石、高嶺土。以煤矸石為原料制取莫來石的右玉某廠，所用煤矸石中氧化鋁含量在40％以上，同樣用以制取莫來石的懷仁某廠，所用煤矸石中氧化鋁含量為45％。煤矸石平均含煤20％，燃後粉煤灰中氧化鋁含量提高到50％～55％。高嶺土中氧化鋁含量多高於40％。

朔州地區火力發電裝機容量到2015年將達1700萬千瓦，到時候年排放粉煤灰將在1000萬噸以上；煤矸石產量為煤產量的15％，2015年煤矸石產量將達3300萬噸，兩項合計4300萬噸，用作生產氧化鋁的原料，年可生產氧化鋁1000萬噸以上。

實驗表明，採用先進技術，氧化鋁含量40％以上的粉煤灰，氧化鋁溶出率可達85％，每3噸粉煤灰即可產出1噸氧化鋁，與進口鋁土礦相當。與此同時，還可以副產大量高附加

值產品，如羥基硅、硅肥、硅質土壤改良劑、脫硫石膏粉、水泥助磨劑、莫來石、鐵粉等，殘渣用以生產建築材料，實現無渣生產。

如此龐大而寶貴的後備資源，再加上非鋁礦開發應用，選礦拜爾法技術的強力推廣，中國氧化鋁絕不會像鐵礦砂那樣高度受制於原料。

雖然如此，高鋁粉煤灰、煤矸石及非鋁礦物的開發利用，仍是一個新的課題。從內蒙古自治區發現高鋁粉煤灰，到鄂爾多斯及托克托兩個氧化鋁廠投產，前後歷經10餘年，可謂舉步維艱。朔州粉煤灰在2004年已經化驗證實氧化鋁含量較高，但至今在地方13個重點粉煤灰開發利用項目中，仍然用於生產水泥或生產墻體材料，致使大量高價資源白白浪費。而以粉煤灰為原料進行電熱熔煉鋁硅鈦合金項目，由於資金問題，至今仍未落實。

加大粉煤灰、煤矸石的開發利用力度，有望打破鋁土礦—氧化鋁—電解鋁的傳統生產模式，拓寬資源來源，不再受制於鋁土礦資源，同時也可大大提高粉煤灰的利用價值。因此，應盡快轉變觀念，通過政府扶持、大企業參與等形式，加大投資、研發力度，改變粉煤灰利用方式。

粉煤灰提铝技术

2008-10-17 10:44:59 中国选矿技术网浏览464 次收藏我来说两句

粉煤灰是煤炭在燃煤锅炉中燃烧所残留的固体废物，主要是燃煤电厂的副产品。到2007年，我国粉煤灰的年排放已超过2亿t(且仍在逐年增加)，累计堆存量超过25亿t，占地面积5万hm2以上。粉煤灰既占用大量耕地，对土壤、水资源和空气造成严重污染。粉煤灰综合利用是我国多年来研究解决的重要课题。目前，粉煤类中氧化铝含量一般在17%～35%，部分地区粉煤灰铝含量更可高达40%～60%，是一种十分重要的非传统氧化铝资源。从高铝粉煤灰中提取氧化铝属于粉煤灰精细化利用技术，对减轻粉煤灰环境污染、扩大粉煤灰资源化利用途径、拓展我国氧化铝工业原料来源具有积极意义，且符合国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）重点领域的优先主题要求。随着国家环保政策日益严格及高品位铝土矿资源短缺危机加剧，从高铝粉煤灰中提取氧化铝的技术方法近年来已成为关注和研究的热点。

一、粉煤灰化学组成与物相形态

粉煤灰的化学组成与物相形态是研究粉煤灰提铝技术的基础。我国粉煤灰以低钙灰（CaO＜10%）为主，高钙灰仅产于个别地区，表1和表2给出了我国低钙粉煤灰化学组成与物相形态的一般范围。

表1 我国低钙粉煤灰的化学成分%

成分SiO

Al2O3Fe2O3CaO MgO Na2O和K2O SO3L.O.I

含量40～60 17～35 2～15 1～10 0.5～2 0.5～4 0.1～2 1～26

表2 我国低钙粉煤灰的基本矿物组成

成分玻璃相莫来石石英赤铁矿磁铁矿

范围平均值5～79

60.4

2.7～34.1

21.2

0.9～18.5

8.1

0～4.7

1.1

0.4～13.8

2.8

由表1和表2可知，粉煤灰不仅在化学成分和元素组成上千差万别，在物相构成上也相去甚远。粉煤灰化学组成与物相形态受煤产地、煤种、燃烧方式和燃烧程度等因素影呼较大。我国华东、华北地区粉煤灰普遍是氧化铝含量超过30%的高铝粉煤灰，在山西、内蒙古等地氧化铝含量超过40%的高铝粉煤灰也有大量发现。物相构成上，Barbara G·Kutchko等对不同燃煤电厂12个F级粉煤灰进行分析，发现无定表态物质（主要是玻璃体）含量均超过65%，结晶相（包括石英、莫来石等）均低于50%。张占军等对内蒙古某热电厂高铝粉煤灰的研究表明，Al2O3含量高达48.5%，粉煤灰中莫来石－刚玉相占73.7%，玻璃相却仅占24.6%。粉煤灰铝含量和物相构成的不确定性为粉煤灰提铝技术的深入研究及推广带来困难。同时，粉煤灰的主要物相是莫来石（2 Al2O3·2SiO2）和铝硅玻璃相（两者之和＞80%），莫来石性质比较稳定，铝硅玻璃相因保持着高温液态结构排列方式的介稳结构，也表现出较高的化学稳定性，使得粉煤灰中可溶性SiO2、Al2O3活性较低。因此直接采用普通的酸或碱法，从高铝粉煤灰中提取氧化铝效果很差。需要采取一定手段首先对粉煤灰进行矿物改性，打破Al－O－Si

的稳定结构，提高粉煤灰中铝的活性。

二、粉煤灰提铝技术研究现状

自20世纪50年代，波兰J.Grzymek教授以高铝煤矸石或高铝粉煤灰（Al2O3＞30%）为主要

原料从中提取氧化铝并利用其残渣生产水泥以来，国内外许多学者对粉煤灰提铝技术做了大量研究。从粉煤灰中提取氧化铝（氢氧化铝）或铝盐工艺有很多，但主要有碱法烧结和酸浸法两类，且大部分工艺还处于实验室研究阶段，工业化应用很少。

（一）碱法烧结

目前，碱法烧结粉煤灰提铝技术的研究可分为钙盐助剂烧结法和钠盐助剂烧结法两大类。钙盐助剂烧结法是将石灰石、石灰、石膏等钙盐中的一种或几种与粉煤灰在1200～1400℃下烧结，使粉煤灰中活性低的铝硅酸盐在高温下生成易溶于Na2CO3溶液的铝酸钙和不溶的硅酸二钙而实现铝硅分离。石灰石烧结法是国内外最早提出的粉煤灰提铝技术方法，也是目前国内唯一见诸报道的已工业化应用的工艺。石灰石烧结法基本工艺流程如图1所示。

图1 石灰石烧结法工艺基本流程

刘埃林、赵建国等在该工艺基础上作了改进：对铝酸钠粗液直接进行碳分、过滤，所得高硅氢氧化铝固体利用低温拜耳法溶出，得到的铝酸钠精液，再通过种分、煅烧，得到氧化铝，碳分母液返回熟料溶出工序。目前该工艺已在内蒙古投产建设。石灰石烧结法目前虽已产业化，但其自身缺陷限制了它的推广应用：能耗高（1200～1400℃烧结），工艺繁杂，因烧结加入大量石灰石，使得渣量是氧化铝产品的7～10倍，为此只能利用硅钙渣联产水泥，但因泥市场有效半径小，导致对当地水泥需求量依赖加大，市场风险较高。

为解决石灰石烧结法能耗高、渣量大等缺陷，可采用Na2CO3等钠盐部分或全部代替钙盐作为烧结助剂，以降低烧结温度，节约能耗，减少渣量。但用Na2CO3等钠盐全部替代钙盐时，由于粉煤灰中硅铝比较高，用碱液浸出熟料时，会由于生成水合铝硅酸钠盐沉淀而带走部分铝和碱，降低铝的回收率，碱消耗量增加，因此只能用酸浸出熟料。如马鸿文等提出以Na2CO3为助熔剂，在750～880℃下使用高铝粉煤灰分解，生成酸溶性铝硅酸盐物料后，用硫酸浸取，使粉煤灰中氧化铝与氧化硅分离，并进一步生产氧化铝和白炭黑，当用98%浓硫酸浸取时，氧化铝浸取率大于90%。利用Na2CO3等钠盐部分替代钙盐，熟料用碳酸钠溶液浸出，既降低烧结温度，节约能耗，同时也避免了酸浸带来的设备材质要求严格、成本增高等问题。如郑国辉将粉煤灰和石灰、碳酸钠经高温烧结成可溶性铝酸钠及不溶性硅酸二钙，二者分离后制备氧化铝，碱液返回熟料溶出工序，残渣做硅酸盐水泥原料，氧化铝溶出率在90%以上，能耗比石灰石烧结法低，但CO2需要额外提供。

目前，国内外许多学者正对碱法烧结粉煤灰提铝技术进行深入研究。在考虑对废渣、废气及废液进行利用，推行清洁生产的同时，还应在选择合适助熔剂降低烧结温度、熟料自粉化、铝硅分离、高品质铝产品、硅钙渣精利用等技术方面加大研究力度，进一步降低能耗和产品成本、提高产品质量、增强市场竞争力，争取早日走向大规模工业化应用。

（二）酸浸法

关于酸浸法粉煤灰提铝技术的研究有很多，美国Oak Ridge国家实验室设计的DAL法（直接酸浸出——Direct Acid Leaching）是对后来酸浸法发展研究影响较大的一种方法。DAL法的特点是尽可能使整个粉煤灰资源变成各种产品，而不考虑对某种金属获取最高的提取率，即DAL法强调的是工艺的综合效益。直接酸浸法粉煤灰提铝的基本反应如下：

3H2SO4＋Al2O3＝Al2(SO4)3＋3H2O

或

6HCl＋Al2O3＝2AlCl3＋3H2O

如孙雅珍等用60%硫酸与粉煤灰混合后加热，使粉煤灰中活化的氧化铝与硫酸充分反应，经过滤、冷却、结晶、抽滤等工序，制取铝盐（硫酸铝），氧化铝提取率60%～65%。

针对直接酸浸法铝浸出率较低的缺点，可采取加入氟化物（如氟化铵、氟化钠、氟化钾等）作助溶剂来破坏铝硅玻璃体及莫来石，从而提高Al2O3的溶出效果。基本反应如下：3H2SO4＋6NH4F＋SiO2（－Al2O3）＝H2SiF6＋3（NH4）2SO4＋2H2O

3H2SO4＋Al2O3＝Al2(SO4)3＋3H2O

或

6HCl＋6NH4F＋SiO2（－Al2O3）＝H2SiF6＋6NH4Cl＋2H2O

6HCl＋Al2O3＝2AlCl3＋3H2O

如赵剑宇等采用氟化铵助溶法从粉煤灰中提铝，氧化铝溶出率高达97%以上。加入氟化物助溶剂，虽可改善粉煤灰中铝的活性，提高浸出率，但氟化物易对环境造成二次污染，且操作也有一定的危险性。因此，又有学者研究了在酸浸提铝前，预先采取一定手段活化粉煤灰中的铝，以提高其浸出率。如秦晋国等提出利用300～760℃下焙烧活化－硫酸浸出工艺从粉煤灰中提铝，在常压且不加任何助剂情况下，用硫酸可使粉煤灰中的氧化铝溶出率达85%以上，

并在此基础上又提出粉煤灰混合浓硫酸焙烧－热水浸出工艺，省去前面的酸渣分离工序，简化工艺流程，并使氧化铝有效溶出率提高到90%以上。高温焙烧－硫酸浸出法及其相关工艺虽然可使铝浸出率高达85%以上，但由于采用浓硫酸浸出，浸出液残酸浓度很高，不仅导致渣带走的酸损耗增大，而且浸出、过滤、物料输送设备的材质难以解决，操作困难。因此，酸浸法至今还未见有工业化应用的报道。

（三）其他方法

围绕如何提高粉煤灰中铝的浸出活性，不少学者还尝试了其他方法。如李来时等将粉煤灰细磨活化后与硫酸铵在400℃下烧结，硫酸浸出，氧化铝提以率可达95.6%，硫酸铝铵重结晶后可制取纯度大于99.9%的高纯氧化铝。与石灰石烧结法相比，该工艺烧结温度明显降低，且氧化铝提取率高、渣量少，因此具有一定的积极意义，值得进一步关注。赵剑宇等研究了基于微波助熔的氧化铝提取方法，虽可使氧化铝的溶出率提高到95%以上，但该技术仍需借助烧结来实现粉煤灰的活化，且能耗、微波技术的放大应用等问题还有待于进一步解决，目前很难放大到工业生产。

三、展望

随着环保要求日益严格和高品位铝土矿资源的日趋枯竭，可以预见粉煤灰作为一种非传统铝资源具有良好的利用发展前景。目前，限制粉煤灰提铝技术大规模工业化应用的因素很多，除了国家、地方相关政策的鼓励扶持和市场需求等原因外，从上述分析可知技术上也有很多不足之处。因此应进一步深入研究，对现有粉煤灰提铝技术进行改进完善，同时还应积极探索新的粉煤灰提铝技术工艺，在满足环保要求的同时，努力提高其综合经济效益，达到社会、环境、经济的有机统一。从这个意义上讲，实现高效、节能、低耗、减量（废渣、废气），避免二次污染是粉煤灰提铝技术发展的趋势。

硼化物在轻工业中的应用

粉煤灰生产氧化铝现状

5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。” 6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。” 7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。 8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。 9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。能源巨头热捧制铝企业遇冷“粉煤灰变铝”的冷与热对于高铝粉煤灰提取氧化铝的技术，业界反应不一财经国家周刊报道向来以“最大固体废弃物”、粉尘污染等面目示人的粉煤灰，正成为热捧的新“矿藏”。 3月下旬，内蒙古托克托电厂西侧公路附近的厂房内，崭新的碳分母液槽等设备阳光下熠熠生辉。这是大唐集团投资33亿元、年产20万吨的“我国首个大型粉煤灰提取氧化铝项目”。记者看到，厂房、办公楼均已经竣工，投入使用。此前，内蒙古新闻网消息称“蒙西煤田有望成为我国最大铝土矿”，“大唐国际与清华自主研发的高铝粉煤灰提取氧化铝技术，已进入工业化实施阶段。” 今年2月21日，国家发改委亦发布了《关于进一步加强高铝粉煤灰资源开发利用的指导意见》(下称《意见》)。发改委表示，积极开发“高铝粉煤灰”中的铝资源，对“增加国内铝资源供给、保障铝产业安全”，意义重大。 “出台《意见》，主要是看中了高铝粉煤灰的战略意义。”国家发改委产业协调司冶金处一位官员告诉《财经国家周刊》，“我们做过测算，大唐20万吨示范线的成本，已经控制在了一个合理水平，正在逐步接近拜耳法(生产氧化铝的主流技术方法)的成本。” 对于高铝粉煤灰提取氧化铝技术，业界反应不一：大唐、华电、神华、中煤等能源巨头，纷纷投向这一领域；而以中铝为代表的专业巨头却按兵不动。绿色火苗《财经国家周刊》从内蒙古自治区了解到，大唐集团的“粉煤灰变铝”项目肇始于2003年，已经“潜伏”8年。中国每年消耗电煤17亿吨，产生粉煤灰4亿吨。这种由无数微小球体组成的固体废弃物，含有多种有害成分，堆存成本高昂，粉尘污染严重。国内普遍的做法是将粉煤灰制成建材循环使用，但相对其巨大的排放量，消耗量极其有限。作为提供京城1/4电力、亚洲最大的火电企业，大唐托克托电厂也深为堆积如山的煤灰烦恼。

高铝粉煤灰综合利用原因浅探

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟高铝粉煤灰综合利用原因浅探凡是以煤炭作为能源直接燃烧的过程，都会产生粉煤灰。在火力发电厂，煤粉在高温燃烧的过程中，其中的碳、硫、磷、氮等挥发分大多以气体的形式排入大气，无机矿物中的绝大部分经熔融、聚合而形成粉煤灰粒子，随烟气进入收尘设备被收集为粉煤灰。粉煤灰一般占电厂灰渣总量的80% ～90%。近年来，一种叫做高铝粉煤灰的粉煤灰引起注意。这种粉煤灰中的 A12O3+SiO2+ Fe2O3≥80%，其特点是含A12O3 高，一般≥38% ，高者甚至超过50% ，相当于国外三水铝石矿的A12O3 含量。这种粉煤灰主要产于我国山西省的中北部和内蒙的广大地区。山西朔州和内蒙地区的粉煤灰中 A12O3 含量明显高于国内平均值，也大大高于世界其它地区。这些地区的煤炭中含有丰富的A12O3。上述地区的煤炭资源储量极为丰富，又是火电厂集中的地区，每年可产出大量的高铝粉煤灰，且产量逐年递增。中国是铝土矿消耗大国，随着国内铝土矿资源的快速枯竭，高铝粉煤灰的回收利用得到越来越多人的关注。充分利用好这个储量巨大、有着良好的远景预期的重要资源，将高铝粉煤灰用作是铝土矿的重要替代品，前景可观，意义重大。铝土矿一般指的是A12O3≥40%的含铝矿物。单从A12O3 含量一项来看，高铝粉煤灰已经完全具备了铝土矿的特征。但是，高铝粉煤灰中含有比铝土矿要高得多的硅。因此，高铝粉煤灰要成为真正意义上的铝土矿替代资源，就必须首先尽可能脱除其中的SiO2。沈阳铝镁设计研究院提出了一种氨法处理粉煤灰生产氧化铝的方法，其步骤如下: 将粉煤灰与硫酸铵混合，磨制成生料，其中硫酸铵与粉煤灰中的氧化铝重量比 4.5 ～8 ∶1; 将生料加热至230～600℃，烧成时间控制在0.5～5h，制成含硫酸铝铵的熟料和氨气; 烧成的熟料用热水溶出，溶出时间0.1～

重金属密度

重金属密度重金属是指密度大于5g／cm’的一类金属元素，大约有45种，主要包括锅、铬、汞、铅、铜、锌、银、锡等，但是从毒性角度考虑，一般把砷、硒和铝等也包括在内。重金属在空气、土壤和水体中的存在对生物有机体产生严重影响，并且其在食物链中的生物富集极具危险性。如20世纪50年代日本曾爆发的水俱病(汞污染)、骨痛病(钢污染)和哮喘(50z和重金属粉尘复合污染)等，ATMEL单片机都是重金属污染造成的危害。在污水处理过程中，70％。90％的重金属元素会通过吸附或沉淀转移到污泥中。一些重金属元素主要来源于工业排放的废水(如锅、铬等)，还有的重金属来源于家庭生活的管道系统，如铜、锌等。国内有人采集了来自全国30个大中型城市污水处理厂的污泥样品，分析了其重金属含量。其中，锌和饲在污泥中含量最高，是污泥中最主要的重金属污染物，其次是铬、锰、铁，然后是镍、铅、锡等，浓度最低的是铜。另外，根据GBl8918—2M2《城镇污水处理厂污染物排放标准》判断出10个污水处理厂污泥样品的重金属浓度超标。重金属在30个污水处理厂污泥中的形态分布规律是：锰、锌和镍的可交换态含量较其他金属高，因而可移动性强，生物有效性好；铜和钻主要分布在氧化态；铬、铅、砷和硒都主要分布在氧化态和残渣态；对于大部分样品，铁的残渣态含量比较高；锅的可提取形态之和占了总铜含量相当大的比例；而硒绝大部分存在于难以溶解释放的残渣态当中。另外，重金属是否能给生态环境和入畜健康带来危害，关键是其生物有效性。重金属生物有效性与重金属形态有密切关系。一般而言，污泥中重金属存在的形态可分为水溶态、交换态、有机结合态、碳酸盐和硫化物结合态及残渣态等，其中前三种形态的生物有效性较高．而后两种形态的生物有效性较低。重金属在污泥中有效态含量除与其浓度有关外，还与污泥的理化性状及重金属形态组成有关。国内外许多研究表明，金属离子的溶解度随PH值升高而降低，金属有机配合物的稳定性随环境PH值升高而增强。 1．2重金属的毒性特征 A 不可逆转性和危害长期性重金属污染基本上是一个不可逆转的过程，主要表现在两个方面：一是重金届进入土壤环境后．很难通过自然循环从土壤环境中消失或稀释；二是对生物体的危害和对生态系统结构与功能的影响不易恢复。重金属的危害长期性，即其对动植物或人体的积累性危害往往需要较长的时间才能显现出来。 B 生物累积和放大性重金属一旦随污泥农用进入土壤，其生物有效成分，就会被植物吸收累积，通过生物放大作用，重金属可以在较高级的生物体内成千上万倍地富集，然后通过食物链进入人体．在人体某些器官内积累造成慢性中毒。 c 毒性的可变性重金属在不同的环境条件下，可以以不同的价态存在，并相互转化。不同价态的重金属毒性也不相同。某些重金属可在微生物或外界环境条件的作用下变成毒性更强的化合物，对人和生物造成极严重的威胁。如汞在甲基钻胺素存在下能转化为毒性更大的甲基汞，汗基汞通过食物链进一步累积，进入人体后又很难代谢出去，聚集在肝、肾和脑中，损害人的相经系统。 D微量致害性一般来讲，汞的毒性最大．锦次之，铅、镕、砷也有相当的毒性，这五种重金属被合称又“五毒”。这些重金属只要很微小的旦即可产生明显的毒性效应，即它们的毒性闻值(对生物产生污染的最小计量)都很小，比如汞是o．01—o。05mg／m3，铅是o．1。0．2mg/m3.

粉煤灰生产氧化铝现状

能源巨头热捧制铝企业遇冷“粉煤灰变铝”的冷与热对于高铝粉煤灰提取氧化铝的技术，业界反应不一财经国家周刊报道向来以“最大固体废弃物”、粉尘污染等面目示人的粉煤灰，正成为热捧的新“矿藏”。 3月下旬，内蒙古托克托电厂西侧公路附近的厂房内，崭新的碳分母液槽等设备阳光下熠熠生辉。这是大唐集团投资33亿元、年产20万吨的“我国首个大型粉煤灰提取氧化铝项目”。记者看到，厂房、办公楼均已经竣工，投入使用。此前，内蒙古新闻网消息称“蒙西煤田有望成为我国最大铝土矿”，“大唐国际与清华自主研发的高铝粉煤灰提取氧化铝技术，已进入工业化实施阶段。” 今年2月21日，国家发改委亦发布了《关于进一步加强高铝粉煤灰资源开发利用的指导意见》(下称《意见》)。发改委表示，积极开发“高铝粉煤灰”中的铝资源，对“增加国内铝资源供给、保障铝产业安全”，意义重大。 “出台《意见》，主要是看中了高铝粉煤灰的战略意义。”国家发改委产业协调司冶金处一位官员告诉《财经国家周刊》，“我们做过测算，大唐20万吨示范线的成本，已经控制在了一个合理水平，正在逐步接近拜耳法(生产氧化铝的主流技术方法)的成本。” 对于高铝粉煤灰提取氧化铝技术，业界反应不一：大唐、华电、神华、中煤等能源巨头，纷纷投向这一领域；而以中铝为代表的专业巨头却按兵不动。绿色火苗《财经国家周刊》从内蒙古自治区了解到，大唐集团的“粉煤灰变铝”项目肇始于2003年，已经“潜伏”8年。中国每年消耗电煤17亿吨，产生粉煤灰4亿吨。这种由无数微小球体组成的固体废弃物，含有多种有害成分，堆存成本高昂，粉尘污染严重。国内普遍的做法是将粉煤灰制成建材循环使用，但相对其巨大的排放量，消耗量极其有限。作为提供京城1/4电力、亚洲最大的火电企业，大唐托克托电厂也深为堆积如山的煤灰烦恼。清华大学博士后孙俊民，一直致力于研究“燃煤细颗粒形成与污控技术”。2003年，孙俊民在托克托电厂参与锅炉烟气除尘净化工程，突然发现电厂烟囱喷出的火苗呈绿色，其据此断定，该电厂的粉煤灰一定富含氧化铝。

年产2.4万吨粉煤灰提取硅铝合金项目

第一章总论 1.1概述项目名称：年产2.8万吨粉煤灰提取硅铝合金、硅铝钡合金项目 1.2编制依据三门峡工业园和周边地区粉煤灰资源及利用情况；清华大学粉煤灰提取硅铝合金、硅铝钡合金专利技术资料；内蒙古托克托电厂粉煤灰提取硅铝合金、硅铝钡合金项目资料；三门峡铝工业十一五规划；硅铝合金、硅铝钡合金市场供需状况。 1.3编制原则本着统一规划，分步实施，安全可靠，选择经济合理、技术先进、效益良好的工程设计方案；坚持“统筹兼顾、近远结合、分步实施”的方针；对工程设计方案进行多目标综合评价，选出最佳方案；采用适合本地区的技术选、安全可靠、高效节能，因地制宜采用现代化手段，生产设施尽量采用自动控制系统，逐步实现科学管理。改善劳动条件，提高管理水平，降低运行成本，充分发挥经济效益和社会效益。

项目的目标应符合国家有关标准和地方规划以及产业要求，工程设计执行国家规范和标准。根据财力、物力科学的安排工程进度。设计本着先进、适用、经济的原则，在可能的条件下尽量采用先进技术和设备。报告从客观实际出发，在调查研究的基础上，对产品的市场需求、工艺技术方案、厂区布局、技术经济及投资估算等问题作出客观评价。本着“三同时”原则，在设计生产装臵的同时，按照国家有关标准考虑环境保护和职业安全卫生。编制中遵循国家防火、安全、劳动保护及其它有关规定和规范。 1.4项目基本情况粉煤灰是一种火山灰质材料，来源于煤中无机组分，而煤中无机组分以粘土矿物为主，另外有少量黄铁矿，方解石，石英等矿物。因此粉煤灰化学成份以二氧化硅和三氧化二铝为主(氧化硅含量在48％左右，氧化铝含量在27％左右)，其它成分为三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠、三氧化硫及未燃尽有机质(烧失量)。硅铝合金是铝和硅铁的中间合金，它已代替纯铝和硅铁作为炼钢的终脱胎换骨氧剂，由于硅铝合金的密度，熔点都有比纯铝高，同时，硅铝铁又能降低铝的氧化压，故做炼钢终脱氧剂，可提高铝的回收率。硅铝合金具有强度高、耐热耐磨性能好、热膨胀系数小、铸造性能好等

粉煤灰的活性

粉煤灰的活性日期：2008-1-30 8:57:00 保护色：默认白牵牛紫苹果绿沙漠黄玫瑰红字体：小字大字粉煤灰的活性也即火山灰效应，是指粉煤灰中的活性氧化硅、活性氧化铝与氢氧化钙发生反应，生成具有胶凝性质的水化铝硅酸钙，以此来增强砂浆、混凝土的强度。粉煤灰的常量化学成分氧化硅、氧化铝是硅铝酸盐的主要成分，其中的可溶性成分越多，说明粉煤灰的活性越好，掺加到混凝土中越易与水泥水化析出的Ca（OH）2 反应，生成类似于水泥水化的产物，从而增强反应物的活性。一般来说，氧化硅、氧化铝含量越多，其28天抗压强度比越高，两者有一定的相关性。在材料学界，“活性”只是针对无机胶凝材料而言，“无机胶凝材料”是指磨细了的无机粉末材料。当其与水或水溶液拌合后，所形成的浆体有塑性，可任意成型，经过一系列物理、化学作用后，能够逐渐硬化，并形成有强度的人造石。大量的研究事实认为：粉煤灰的活性是“潜在”的，它需要一定条件的激发。这是因为：粉煤灰与水泥熟料等类的无机盐胶凝材料，在矿物组成、结构，和性能方面，都有很大的不同，它本身没有胶凝性能。但是粉煤灰具有一定潜在化学活性的火山灰材料，在常温、常压下、和有水存在时，它所含的大量铝酸盐玻璃体中的活性组分，具有能与Ca（OH）2发生火山灰反应，并生成具有强度的胶凝物质。所以粉煤灰具有一定的胶凝性能。活性效应主要取决于粉煤灰颗粒表面化学的和物理的特性，在很大程度上受形态效应的影响，也受微集料效应的影响。粉煤灰的活性效应仅对水泥水化反应起辅助作用，而且只有到砂浆硬化后期，才能比较明显地显示出来，即粉煤灰活性效应具有潜在性质的特点。粉煤灰的活性效应一般用28天抗压强度比来表示。改善粉煤灰活性方法，目前激发粉煤灰活性的较为有效的途径主要有三种：一是物理活化即通过机械磨细来破坏粉煤灰的玻璃体的结果，同时增加比表面积，以加快水化反应速度；二是化学活化即通过化学激发剂和改性剂来激发粉煤灰的活性，目前常用的粉煤灰激发剂有：碱性激发剂、硫酸盐、纯碱、卤化物等。改性剂为生石灰，低钙粉煤灰天生缺钙，

利用高铝粉煤灰生产氧化铝联产活性硅酸钙技术成果

利用高铝粉煤灰生产氧化铝联产活性硅酸钙技术成果内蒙古大唐国际再生资源开有有限公司张战军摘要: 高铝粉煤灰是近些年来随着我国西部煤炭资源的开发以及大型火力发电厂的建设，出现在内蒙中西部地区的一种新的粉煤灰类型，其Al2O3含量通常可达50%左右，相当于我国中低品位铝土矿中Al2O3的含量。初步统计，2008年，该地区高铝粉煤灰排放量在1300万吨以上。近些年,随着我国铝土矿资源的日益短缺，利用高铝粉煤灰生产氧化铝越来越引起人们的重视。为了利用这种宝贵的再生资源，大唐国际与清华同方于2004年2月开始进行正式合作，着手进行高铝粉煤灰提取氧化铝的技术开发及其产业化，2007年8月8日，双方的合资公司-内蒙古大唐国际再生资源开发有限公司正式成立，该公司的一期项目就是利用托克托电厂高铝粉煤灰年产14万吨铝硅钛合金，该项目的核心技术就是利用高铝粉煤灰生产氧化铝联产活性硅酸钙成套技术。本文首先介绍粉煤灰综合利用的项目背景，然后介绍粉煤灰提取氧化铝的一些主要技术进展，最后着重介绍五年以来我公司在高铝粉煤灰综合利用方面所取得的技术成就、该项技术的实施范围和实施条件以及项目历程和最新进展情况。关键词: 高铝粉煤灰氧化铝活性硅酸钙预脱硅碱石灰烧结法一项目背景（一）内蒙古煤铝共生资源及开发利用情况及高铝粉煤灰的产生内蒙古中西部地区由于特殊的地质背景，在晚古生代煤层及夹矸中赋存大量一水软铝石和高岭石等富铝矿物（图1, 图中的浅色物质均为富铝矿物），形成煤铝共生矿产资源。这些煤种在火力发电厂燃烧后形成的粉煤灰中氧化铝含量高达50%，相当于我国中级品位铝土矿中氧化铝的含量，是非常宝贵的再生含铝矿物资源。

粉煤灰中有价元素的提取

粉煤灰中有价元素的提取湖南有色金属 HUNANN0NFERR0USMETALS 第22卷第5期 2006年l0月 ? 环保? 粉煤灰中有价元素的提取童军武,孙培梅,徐红艳 (中国矿业大学,北京100083) 摘要:粉煤灰的综合利用是目前我国煤炭工业的一件大事,而从粉煤灰中提取有价元素是提高粉煤灰综合利用价值的重要途径之一.文章对其回收方法进行了咩细的综述,发现虽然在这方面也进行了大量的工作,但大都处于实验研究阶段,实现产业化的不多.因此,加强从粉煤灰中提取有价元素的研究,并有效地实现产业化是每个科学技术工作者的重要任务. 关键词:粉煤灰;有价元素;提取中图分类号:X705文献标识码:A文章编号:1003—5540(2006)05—0046—05 我国作为煤炭生产和消耗大国,粉煤灰的产生排放量也相当惊人.据统计,2000年以来,每年粉煤灰的排放量在1.6亿t以上.随着电力工业的发展, 排放量还会进一步增大.粉煤灰的大量排放和贮存需要占用大量的耕地,同时造成对环境的污染.我国每年不仅要浪费大量的水资源来冲灰,也浪费大量的土地资源作为贮灰场,对我们这个水资源缺乏,

可耕地人均占有率很低的国家来说,如何做好粉煤灰的利用和处置确实是一个十分重要的问题. 对粉煤灰的综合利用,国内外进行过大量的工作,目前主要用于建筑材料和筑路,从总体上来说, 属于一种低附加值的粗放式利用. 粉煤灰中含有大量有价元素,如铝,硅,铁,钙等,同时还含有微量的稀有元素.从粉煤灰中提取有价元素,特别是含量较大的铝和硅以及价值高的稀有元素,使其作为一种资源加以利用,是提高粉煤灰综合利用价值的有效途径. 1粉煤灰中的主要元素及存在形态粉煤灰的化学成分以硅,铝,钙,钾,镁,钠等的氧化物为主,同时还含有少量未燃尽的碳.但由于煤的种类不同,所用锅炉类型以及煤在锅炉内燃烧情况不同,所产生的粉煤灰的化学成分往往差异很大,我国粉煤灰化学成分的一般变化范围列于表1. 表1粉煤灰的化学成分l,% 从表1可以看出,粉煤灰的主要成分为A1,O 和SiO2.A12O3含量一般为l6.5%～35.4%,SiO2 含量一般为33.9%～59.7%,同时含有少量的稀有元素,如钛,镓,锗等.粉煤灰中铝,硅的存在形态主要为莫来石(3A1203?2SiO2)和石英(SiO2),铁主要以磁铁矿,赤铁矿形态存在,同时还有少量的方解石, 金红石,钙长石等,烧失量一般为未燃尽的碳. 为了从粉煤灰中提取有价元素,不少专家和学者进行了研究工作.主要是从粉煤灰中提取氧化铝作者简介:童军武(1981一),男,在渎硕士研究生.主要从事固体废弃物有价金属综合利用的研究与开发工作. 以及其他含铝化合物,提取二氧化硅及其他含硅化

粉煤灰活化措施研究

粉煤灰活化措施研究粉煤灰主要化学成分为SiO 2和Al 2O 3,它们以玻璃体形式存在,是一种具有潜在火山灰反应性的活性混合材料。但因其结构聚合度大,键能高,在常温下化学性质稳定,活性较低,因此,粉煤灰活化研究成了当前粉煤灰应用研究的热点,提出了许多活化措施,常用的有机械活化、化学活化和热力活化。笔者在试验研究和理论分析的基础上,提出了粉煤灰活化的一些观点,以供参考。 1机械活化粉煤灰的细度是影响粉煤灰水化活性的重要因素,粉煤灰越细水化活性就越高。机械活化就是基于这一理论,通过提高粉煤灰的细度来提高粉煤灰的活性。粉煤灰机械活化目前常用的主要有两种,即分选加工和磨细加工。 1.1分选加工分选加工是按照粉煤灰颗粒大小分组。分选法加工粉煤灰,能耗低、效率高、噪声较小,可以得到品质较高的粉煤灰。但分选加工并没有改变粉煤灰颗粒形态和破坏球状玻璃体表面结构,仍有相当大一部分颗粒较粗、活性很低的粉煤灰,所以分选加工粉煤灰的利用率低。 1.2磨细加工磨细加工就是将粉煤灰的颗粒细化,是粉煤灰活化的有效方法之一。 1.2.1粉碎模型根据H ttin g 等人提出的固体颗粒的3种粉碎模型(如图1),细磨粉煤灰应是(a)、(b)两种模型的叠加。粗颗粒以体积粉碎模型为主,所得颗粒吸水性较大,化学稳定性较高,活性稍低。细颗粒以表面粉碎模型为主,所得颗粒表面光滑,呈球状,吸水性小,大多处于化学性质很不稳定的玻璃状态,活性高。图1粉碎模型示意 1.2.2细磨活化机理粉磨使粉煤灰的颗粒细化,破坏了阻碍粉煤灰火山灰效应的颗粒表层坚硬密实的玻璃质外壳,增加参与火山灰效应的表面,有利于Ca 2+ 离子渗透和玻璃体中硅、铝的溶解。从微观角度讲,粉磨能促使粉煤灰颗粒原生晶格发生畸形、破坏,切断网络中Si-O 键和Al-O 键,生成活性高的原子基团和带电荷的断面,提高结构不规则和缺陷程度,反应活性增大。从能量角度讲,粉磨能提高粉煤灰颗粒的化学能,增加其化学不稳定性,使活性增加。 1.2.3细磨对胶砂性能的影响石嘴山发电厂的粉煤灰为湿排灰,原状灰粒度过粗,0.045m m 筛筛余量高达95%以上,需水比为113%。本文研究了宁夏石嘴山电厂细磨粉煤灰对水泥胶砂性能的影响。表1为以宁夏瀛海32.5R 普通硅酸盐水泥制备胶砂试件[原状灰、细磨灰(0.045mm 筛筛余量为40%,需水比为87.8%,下同)的取代率均为50%],比较原状灰与细磨灰对胶砂性能(此为前期研究,按GB 175 92试验)的影响。摘要:研究了机械活化、化学活化和热力活化等粉煤灰活化措施,提出了高效活化剂研究的方向。研究表明:粉煤灰机械活化中磨细加工优于分选加工;粉煤灰的粉磨细度应综合考虑粉煤灰的活化效应、形态效应和经济性,并由实验确定;强碱激发剂的掺量要适量;粉煤灰中引入硫酸盐复合激发剂是必要的,也是非常有效的;水泥是粉煤灰最有效、最经济的激发剂;化学活化和细磨活化是互相促进的,二者结合使用才能充分发挥粉煤灰的活性潜能;粉煤灰的活性随着养护温度的增高和持续时间的增长而增大,热力活化能在短期内显著地提高粉煤灰的活性。关键词:粉煤灰;机械活化;化学活化;热力活化;激发剂崔自治 (宁夏大学土木系,宁夏银川市 750021) 建筑石膏与胶凝材料 G yp sum a nd Cement for Bu ildin g

国家标准《循环链接技术规范高铝粉煤灰提取氧化铝》

国家标准《循环链接技术规范高铝粉煤灰提取氧化铝》（征求意见稿）编制说明一、任务来源根据“典型产业链资源循环利用关键技术标准研究”（2016年度国家重点研究计划“国家质量基础（NQI）的共性技术研究与应用”重点专项，项目编号：2016YFF0201602）支撑，中国标准化研究院、内蒙古自治区标准化院、山东省标准化研究院、中国循环经济协会共同参与《循环链接技术规范高铝粉煤灰提取氧化铝》国家标准的起草编制工作。同时，《循环链接技术规范高铝粉煤灰提取氧化铝》标准被列入国家标准化管理委员会《2018年国家标准制修订计划》，项目编号为20182141-T-469，技术归口单位为全国产品回收利用基础与管理标准化技术委员会。二、起草目的及意义（一）我国铝土矿资源储量现状我国目前铝土矿资源短缺。截止2016年底，我国查明铝土矿资源储量（矿石）为48.52亿t， 2010-2015年，中国铝土矿资源开采量很大。我国铝土矿储量占世界铝土矿储量不足3%，但矿上产量占世界的比例却高达15%以上，位列世界第2位，采储比在全球属于最高水平，铝土矿资源过度开采情况严重，这将导致后续急需大规模供应的能力不断削减。按目前储量8.3亿t、矿山年产量0.48亿t/年计算，中国铝土矿资源静态保障年限近为17年，保障程度有限，属

铝土矿资源短缺国家。（二）高铝粉煤灰的资源特性粉煤灰的化学成分是粉煤灰品质评价和分级的主要依据之一。我国常规粉煤灰中Al2O3的波动范围16.5%-35.4%，平均值27.1%。在我国铝土矿等级划分中，Al2O3含量达40%即归入三级铝土矿。因此，粉煤灰中Al2O3含量高于40%既是高铝粉煤灰，是一种宝贵的再生含铝矿物资源。另外，托电高铝粉煤灰中镓的含量为80ppm-108ppm，达到了工业品位。高铝粉煤灰的成分主要来自煤中的高岭石和勃姆石等矿物，在锅炉高温热动力学条件下，这些矿物经过分解、烧结、熔融及冷凝等物流化学过程。高岭石脱水分解为二氧化硅及氧化铝，伴随着受热温度不断升高，分解后的二氧化硅和氧化铝发生进一步反应生成莫来石和非晶态氧化硅；勃姆石受热脱水形成刚玉，显微镜下可见针状莫来石微晶和短柱状刚玉微晶。由于勃姆石这些矿物质点并没有完全熔融为铝硅酸盐溶体和高岭石的熔点较高，以及煤粉颗粒在高温区滞留的时间很短，大部分颗粒仅部分熔融，且粘度较大，因而不能像常规飞灰那样，由于溶体表明张力的作用形成大量玻璃微珠，而是以近球形和其它不规则颗粒为主，矿物颗粒粒径的减小使得形成高温溶体的比例增加，球形颗粒也相应增多。由高铝粉煤灰的XRD图谱（图1）看出，其结晶相为莫来石和刚玉，非晶态隆起区的中心位于22°左右，这与鳞石英和方石英朱峰的2θ角位置相温和，所以该粉煤灰玻璃相应以非晶态SiO2为主。

粉煤灰的化学活性及激活方法

粉煤灰的化学活性及激活方法摘要：粉煤灰是一种对环境产生严重污染的工业固体废弃物，但粉煤灰中含有大量以活性氧化物SiO2和Al2O3为主的玻璃微珠，因此粉煤灰既具有很好的吸附性能，又是制备水处理絮凝剂（化学活性）的好原料。化学活性是指其中的可溶性SiO2、Al2O3等成分在常温下与水和石灰缓缓反应，生成不溶、稳定的硅铝酸钙盐的性质，也称火山灰活性。需要说明的是，有些粉煤灰本身含有足量的游离石灰，无须再加石灰就可和水显示该化学活性。本文主要介绍了粉煤灰的化学活性激活的三种方法，其中对于目前使用最广泛的碱性激发法做了重点介绍。关键词：粉煤灰、化学活性、火山灰活性、激活正文：粉煤灰化学活性的决定因素是其伭瞄玻璃体含量、玻璃体中可溶性的SiO2、Al2O3唫量及玻璃体解聚能力。决定粉煤灰潜在化学活性的因素是其中玻璃体含量、玻璃体中可溶性SiO2、Al2O3含量及玻璃体解聚能力。由此可知要提高粉煤灰的早期活性,必须破坏表面≡Si-O-Si≡O和≡Si-O-Al≡网络构成双层保护层,使[SiO4]、[AlO4]四面体形成的三维连续的高聚体变成单体或双聚体等活性物。为下一步反应生成C-S-H,C-A-H等胶凝物提供活性分子粉煤灰的活性是粉煤灰颗粒大小、形态、玻璃化程度及其组成瞄翼合反映，也是其应用价值大小的一个重要参数。粉煤灰的活性大小不是一成不变的，它可以通过人工手段激活。常用的方法有如下三种： 1 机械磨碎法机械磨碎对提高粉煤灰的活性非常有效。通过细磨，一方面粉碎粗大多孔的玻璃体，解除玻璃颗粒粘结，改良表明特性，减少配合料在混合过程的摩擦，改善集料级配，提高物理活性（如颗粒效应、微集料效应）；另一方面，粗大玻璃体尤其是多孔和颗粒粘结的破坏，破坏了玻璃体表面坚固的保护膜，使内部可溶性的SiO2、Al2O3溶出，断键增多，比表面积增大，反应接触面增加，活化分子增加，粉煤灰早期化学活性提高。 2水热合成法粉煤灰是在高温流态化条件产生的，其传质过程异常迅速，在很短的时间（约2～3s）内被加热至1100～1300℃或更高温度，在表面张力作用下收缩成球形液滴，结构迅速变化，同时相互粘结成较大颗粒，在收集过程又由于迅速冷却，液相来不及结晶而保持无定形态，这种保持高温液相结构排列方式的介稳结构，内能结构处于近程有序，远程无序，常温下对水很稳定，不能被溶解（无定型态SiO2是可溶的）。但在水热条件下，无规则网络被激活，水就可以直接破坏、

土壤中重金属砷、镉、铅、铬、汞有效态浸提剂的研究

土壤中重金属砷、镉、铅、铬、汞有效态浸提剂的研究随着对土壤重金属元素研究的深入，以全量土壤重金属评价土壤污染在实际应用中已显露出不足之处，而以“有效态”作为评价污染的强度指标能更好地反映土壤实际污染状况及其对植物的危害，所以重金属有效态的研究愈加重要。本文在对砷、镉、铅、铬、汞五种元素的地球化学性质和有效态分析技术的收集整理的基础上，采用三种较为常用的浸提剂盐酸、DTPA、氯化钙对安徽铜陵矿山地区，安徽长江流域重金属污染区，安徽皖南丘陵山区土壤中重金属有效态及其土壤上生长的禾本科草类植物与茶叶两类植物中重金属的含量进行相关性分析。研究了三种浸提剂对黄棕壤、黄壤两种土壤中重金属有效态的提取效果；两种植物中重金属的含量与盐酸浸提剂提取的黄棕壤中重金属含量的相关性；三种浸提剂对酸碱度不同的黄棕壤中重金属有效态的提取效果；盐酸浸提剂在不同提取条件下对黄棕壤中重金属有效态Hg的提取效果；三种浸提剂对土壤中重金属镉、铅、铬、砷、汞五种元素的提取效果比较。主要研究结果如下：1盐酸浸提剂适合酸性土壤中大多数重金属有效态元素的提取。 0.1mol/L盐酸浸提剂对酸性黄棕壤、黄壤中重金属有效态As、Hg、Cd、Pb 提取的量与其土壤上生长的禾本科草类植物中重金属含量均呈现显著相关性，特别是黄棕壤和黄壤中的重金属有效态Cd与黄棕壤中重金属有效态Pb与土壤上生长的禾本科草类植物中重金属含量的相关性达到极显著关系。2氯化钙浸提剂对酸性黄棕壤、黄壤中的重金属有效态Cr的提取的量与其土壤上生长的禾本科草类植物均呈现显著相关性，特别是对黄棕壤的重金属有效态Cr的提取效果达到极显著关系。说明氯化钙浸提剂适合对土壤中重金属有效态Cr的提取。3浸提剂对土壤

关于加强大唐托克托电厂高铝粉煤灰深度开发利用的探索

关于加强大唐托克托电厂高铝粉煤灰深度开发利用的探索随着内蒙古火力发电厂装机容量规模的不断扩大，发电厂燃煤副产品粉煤灰的排放量急剧增长。由于粉煤灰的不断产出，既占地、又污染环境，而且不便于资源再利用。通过对粉煤灰基本组分和性能进行分析。重点介绍了适应粉煤灰综合利用的发展方向及粉煤灰深度开发利用的经济价值和社会价值。同时，结合大唐集团旗下的托克托发电厂电力产业的不断壮大，粉煤灰产生量随之不断增加，本论文探索了深度开发利用粉煤灰的有效途径，有利于资源再利用，实现循环经济。此外，也应加强相关领域的立法引导作用。标签：粉煤灰；高铝；深度利用；探索 1 前言随着火电装机容量从2002年开始爆炸式增长，中国的粉煤灰排放量在过去8年间增加了2.5倍，是中国工业固体废物的最大单一排放源。2009 年，中国粉煤灰的产量达到了3.75 亿吨，相当于当年中国城市生活垃圾总量的两倍多；其体积可达到4.24 亿立方米，相当于每天填满1个水立方[2]。作为煤炭能源大省的内蒙古自治区，粉煤灰产出已经占到了固体废弃物的50%以上，仅首府城市呼和浩特及近郊的火力发电总装机容量已经达到了770万千瓦，而且大唐国际托克托电厂2×60万千瓦增容机组项目已经启动，预计2年后，仅呼和浩特市区的火电总装机容量将接近900万千瓦，年产出粉煤灰620万吨以上，粉煤灰的深度开发利用刻不容缓。 2 粉煤灰目前的利用现状内蒙古托克托工业区建设的高铝粉煤灰提取氧化铝多联产技术示范工程。该技术工艺研发与示范被纳入“十一五”国家科技支撑计划“高铝粉煤灰提取氧化铝多联产工艺技术优化与产业示范”项目支持，主要是针对内蒙古中西部煤电资源基地大量高铝粉煤灰处置与资源利用产业化技术需求，开发高铝粉煤灰无害处置与多组分资源协同利用的产业化工艺技术体系，凝炼西部资源基地煤炭-电力-有色金属-建材循环经济发展模式，提高铝资源战略储备技术保障能力。内蒙古中西部和山西北部等地区的部分煤炭中赋含铝矿物，发电后的粉煤灰中氧化铝含量达40%-50%，具有较高经济开发价值。大唐国际年提取氧化铝20万吨的项目证实该了项技术的可行性；内蒙古每1亿吨的富铝煤炭资源将能生产氧化铝1200万吨。积极开拓高铝粉煤灰生产氧化铝，将使资源价值最大化，对于增加国内铝资源供给，发展循环经济，促进区域经济发展具有重要意义。[3] 目前，为推动内蒙古中西部地区高铝粉煤灰处置与铝资源利用，该技术示范工艺在优化和完善后，将具有较大推广潜力。“十二五”期间，科技部将实施专项科技工程，加大对废物循环利用和清洁生产研发的支持，大宗工业废物、城市与工业生物质废物等循环利用创新链，引导和支撑循环经济发展。[4]

粉煤灰性能

粉煤灰性能 1. 概述 1.1的产生粉煤灰是从煤粉炉排出的烟气中收集到的细颗粒粉末，是工业“三废”之一。锅炉在操作时，煤粉与高速气流混合在一起，喷入炉膛的燃烧带中，使煤粉颗粒里的有机物质得到充分的燃烧，但燃烧的完全程度取决于锅炉的效率和操作的水平，炉膛温度一般是很难测准的，运行良好的现代化电厂的煤粉炉炉膛最高温度可能达到或超过1600℃，足以使灰分中除了少量石英(细粒的结晶)以外的所有矿物全部熔融。可是多数旧电厂锅炉的实际燃烧温度要比上述温度低得多，在较低的温度下，只能熔融一小部分的无机物质，而且炉膛温度并不是十分均匀的，因此即使在同一锅炉中，粉煤灰烧成的条件也不相同，更不必说不同的锅炉了。在燃烧过程中，煤炭中的无机杂质也发生了一系列的反应和变化，包括达到不同的温度时，含水的矿物如粘土、石膏等一一脱水，碳酸盐中二氧化碳与硫化物中三氧化硫的排出，还有碱在高温下也要挥发，其中较细的粒子随气流掠过燃烧区，立即熔融，到了炉膛外面，受到骤冷，就将熔融时由于表面张力作用形成的圆珠形态保持下来，成为玻璃微珠，煤粉粒子越细，越容易成球。其中有些熔融的微珠内部，截留了炉内气体，形成了空心微珠。另有一些微珠，团聚在一起或粘连在一起，就形成鱼卵状的复珠(即子母珠)和粘连体，也有一些来不及完全变成液态的粗灰，结果变成了渣状的多孔玻璃体(海绵状玻璃)。在冷却过程中也有一些冷却比较缓慢而再结晶的矿物以及在颗粒表面上生成的结晶矿物、化合物和独自存在的未熔融石英等矿物。从煤块磨成煤粉，把原来团聚的矿物磨粹，因此每一颗煤粉粒子的矿物成分也是不同的，燃烧以后，每一粒粉煤灰的成分当然也不可能相同，所以粉煤灰化学成分分析也只能是表示粉煤灰中各种颗粒混合物的化学成分平均值。1.2 粉煤灰的物理性质粉煤灰的比重在1.95～2.36之间，松干密度在450 kg/m3～700kg/m3范围内，比表面积在220 kg/m3～588 kg/m3之间。由于粉煤灰的多孔结构、球形粒径的特性，在松散状态下具有良好的渗透性，其渗透系数比粘性土的渗透系数大数百倍。粉煤灰在外荷载作用下具有一定的压缩性，同比粘性土其压缩变形要小的多。粉煤灰的毛细现象十分强烈，其毛细水的上升高度与压实度有着密切关系。粉煤灰是一种高度分散的微细颗粒集合体，主要由氧化硅玻璃球组成，根据颗粒形状可分为球形颗粒与不规则颗粒。球形颗粒又可分为低铁质玻璃微珠与高铁质玻璃微珠，若据其在水中沉降性能的差异，则可分出飘珠、轻珠和沉珠；不规则颗粒包括多孔状玻璃体、多孔碳粒以及其他碎屑和复合颗粒。通常用扫描电镜来观察粉煤灰的颗粒形貌。扫描电镜可以观察到粉煤灰的绝大部分粒径范围，可以从1μm到400μm。通过电镜可以观察到，小颗粒粉煤灰表面为表面光滑的球形颗粒，较大颗粒的粉煤灰(＞250μm)形状则不规则。图1是一组粉煤灰颗粒形貌的电镜照片，(a)为低钙粉煤灰，(b)为高钙粉煤灰，比较之下，高钙粉煤灰的颗粒表面粘附有很多微粒，而低钙粉煤灰的表面则显得比较光滑。图1 粉煤灰的颗粒形貌扫描电镜图片 1.3 粉煤灰的化学成分与矿物组成粉煤灰是一种火山灰质材料，来源于煤中无机组分，而煤中无机组分以粘土矿物为主，另外有少量黄铁矿、方解石、石英等矿物。因此粉煤灰化学成份以二氧化硅和三氧化二铝为主(氧化硅含量在48%左右，氧化铝含量在27%左右)，其它成分为三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠、三氧化硫及未燃尽有机质(烧失量)。不同来源的煤和不同燃烧条件下产生的粉煤灰，其化学成分差别很大。

粉煤灰中铝的含量

粉煤灰中提取铝“粉煤灰中提取铝硅钛合金”，由五大电力巨头之一的大唐国际发电股份有限公司变成了现实。该公司在其“粉煤灰综合利用生产氧化铝联产活性硅酸钙”技术于两周前通过成果鉴定之后，1月9日与内蒙古鄂尔多斯市政府在此间签订煤电灰铝循环经济项目合作框架协议，正式启动这一兼具“示范效应和战略意义”项目的产业化进程。铝是用量仅次于钢铁的第二大金属材料，而世界上99%%以上的氧化铝均用铝土矿为原料生产。我国天然铝土矿资源短缺，人均占有量仅为世界平均水平的1.5%%；随着近年来国内需求猛增，铝土矿大量依赖进口。另一方面，火电装机占3／4以上的我国电力工业，每年产生粉煤灰超过4亿吨，导致大量占地和环境污染问题，迄今未能根本解决。大唐国际方面介绍，其旗下亚洲最大火电厂———总装机达540万千瓦的内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司年产生粉煤灰400万吨。专家分析后发现，其中氧化铝含量接近50%%，为世界之最，其化学成分相当于中级品位铝土矿资源。2004年开始，大唐国际联合同方环境等企业致力于高铝粉煤灰资源化利用关键技术的研发和产业化。经4年多攻关，研发成功具有自主知识产权的以高铝粉煤灰为原料，通过电热法冶炼铝硅系列合金及从高铝粉煤灰提取氧化铝并联产白炭黑等硅产品的两条核心工艺技术路线。以此为基础，辅以成熟的工业技术，最终生产出国家急需的铝硅钛合金材料。粉煤灰提取铝硅合金的工艺方法这项技术是根据粉煤灰中含有的铝硅元素，采用电弧炉或高炉直接提取铝硅合金的。该技术先将粉煤灰、添加剂、还原剂、粘结剂等物料搅拦均匀，辊压成球团，干燥后在电弧炉或高炉中高温还原熔炼，实现粉煤灰提取铝硅合金。该工艺投产要求：首先对粉煤灰化验，查清元素含量；其次要有功率≥6300kVA的电弧炉或产量大于30吨/小时的高炉，要设立小型化验室以便于检测，确保铝硅合金的质量。如有硅铁炉、电石炉、锰铁炉进行转产也可以。【题名】一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法粉煤灰氧化铝提取 H2SO4溶液γ-Al2O3 焙烧活化加热反应活化技术铝氧化物综合利用【文摘】一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法，是将粉煤灰研磨并焙烧活化后，与H2SO4溶液加热反应，浸出的氧化铝用热水煮溶后，浓缩冷却析出硫酸铝结晶，升温脱水得到无水硫酸铝，继续升温分解得到γ-Al2O3，并进一步制备得到冶金级氧化铝。本发明采用新的粉煤灰活化技术，在常压不使用任何助溶剂，用H2SO4即能使粉煤灰中的氧化铝有效浸出，氧化铝的溶出率可以达到85％以上。本发明将粉煤灰治理成为了多品种的铝盐、铝氧化物，

粉煤灰分类

粉煤灰作用、价格、等级标准、颜色、成分等概念：从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰称为粉煤灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。粉煤灰的燃烧过程：煤粉在炉膛中呈悬浮状态燃烧，燃煤中的绝大部分可燃物都能在炉内烧尽，而煤粉中的不燃物(主要为灰分)大量混杂在高温烟气中。这些不燃物因受到高温作用而部分熔融，同时由于其表面张力的作用，形成大量细小的球形颗粒。在锅炉尾部引风机的抽气作用下，含有大量灰分的烟气流向炉尾。随着烟气温度的降低，一部分熔融的细粒因受到一定程度的急冷呈玻璃体状态，从而具有较高的潜在活性。在引风机将烟气排入大气之前，上述这些细小的球形颗粒，经过除尘器，被分离、收集，即为粉煤灰。粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，现阶段我国年排渣量已达3000万t。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。因此，粉煤灰的处理和利用问题引起人们广泛的注意。粉煤灰使用的优点在混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和细骨料；减少了用水量；改善了混凝土拌和物的和易性；增强混凝土的可泵性；减少了混凝土的徐变；减少水化热、热能膨胀性；提高混凝土抗渗能力；增加混凝土地修饰性。粉煤灰的用途等级标准：国标一级：采用优质粉煤灰和高效减水剂复合技术生产高标号混凝土的现代混凝土新技术正在全国迅速发展。国标二级：优质粉煤灰特别适用于配制泵送混凝土、大体积混凝土、抗渗结构混凝土、抗硫酸盐混凝土和抗软水侵蚀混凝土及地下、水下工程混凝土、压浆混凝土和碾压混凝土。国标三级：粉煤灰混凝土具有和易性好、可泵性强、终饰性改善、抗冲击能力提高、抗冻性增强等优点。

粉煤灰及其综合利用

粉煤灰及其综合利用一、粉煤灰的特性 1、粉煤灰的外观特性粉煤灰外观类似水泥，颜色在乳白色到灰黑色之间变化。粉煤灰的颜色是一项重要的质量指标，可以反映含碳量的多少和差异。在一定程度上也可以反映粉煤灰的细度，颜色越深粉煤灰粒度越细，含碳量越高。粉煤灰就有低钙粉煤灰和高钙粉煤灰之分。通常高钙粉煤灰的颜色偏黄,低钙粉煤灰的颜色灰。粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织，比表面积较大，具有较高的吸附活性，颗粒的粒径范围为0.5~300μm。并且珠壁具有多孔结构，孔隙率高达50%—80%，有很强的吸水性。 2、粉煤灰的化学特性燃料煤由有机物及无机物组成，有机物燃烧后生成碳、氢、氧，无机物燃烧后即生成粉煤灰的化学成分与煤种、产地、燃烧炉型等有关。我国低钙灰的成分比较接近，其化学组成由表1 可见，粉煤灰的主要成分为氧化硅、氧化铝及氧化铁，其总量约占粉煤灰的85%左右。低钙煤中氧化钙含量较低，基本无自硬性。但是，目前我国高钙灰的排放量有明显增长的趋势，而高钙灰含有一定的自硬性矿物，有利于增进粉煤灰的强度贡献。另外，近年来随着锅炉容量的不断提高，炉内煤粉燃烧趋于完全，代表影响材料长期稳定性的烧失量也逐渐降低，因此可以说，经过高温燃烧后的粉煤灰是相当纯净的建材原料。相关人员通过对发电厂的粉煤灰进行的化学成分分析（表1）表明，粉煤灰中硅的含量最高，其次是铝，以复杂的复盐形式存在，酸溶性较差。铁含量相对较低，以氧化物形式存在，酸溶性好。此外还有未燃尽的炭粒、CaO和少量的MgO、Na2O、K2O、SO3等。表1 粉煤灰的化学组成

3、粉煤灰的物理特性煤粉在锅炉中燃烧时，其无机物经历了分解、烧结、熔融及冷却等过程，冷却后的粉煤灰颗粒主要由硅铝玻璃体和少量碳粒组成，玻璃体又以单珠、连珠体和海绵状不规则多孔体组成。粉煤灰的品质主要取决于这些粒径、形貌不一的各种颗粒成分的组合比例。其中，粉煤灰的活化能力主要靠硅铝玻璃体，而在常温下硅铝玻璃体以多聚物组成为主，活化能力较低。因此，常温下粉煤灰是一种性质稳定的材料。粉煤灰的密度、堆积容量和细度见表2。表2 粉煤灰的密度、堆积容量和细度 4、存在形态粉煤灰是以颗粒形态存在的，且这些颗粒的矿物组成、粒径大小、形态各不相同。人们通常将其形状分为珠状颗粒和渣状颗粒两大类。根据北京科技大学宋存义等用扫描式电子显微镜的观察表明，粉煤灰由多种粒子构成，其中珠状颗粒包括空心玻珠(漂珠)、厚壁及实心微珠(沉珠)、铁珠(磁珠)、炭粒、不规则玻璃体和多孔玻璃体等五大品种。其中不规则玻璃体是粉煤灰中较多的颗粒之一，大多是由似球和非球形的各种浑圆度不同的粘连体颗粒组成。有的粘连体断开后，其外观和性质与各种玻璃球形体相同，其化学成分则略有不同。多孔玻璃体形似蜂窝，具有较大的表面积，易黏附其他碎屑，密度较小，熔点比其他微珠偏低，其颜色由乳白至灰色不等。在扫描式电子显微镜下可以比较容易地观察到不规则玻璃体的存在。渣状颗粒包括海绵状玻璃渣粒、炭粒、钝角颗粒、碎屑和粘聚颗粒等五大品种。正是由于这些颗粒各自组成上的变化，组合上的比例不同，才直接影响到粉煤灰质量的优劣。二、粉煤灰的形成 1、第一阶段粉煤在开始燃烧时，其中气化温度低的挥发分，首先自矿物质与固体碳连接的缝隙间不断逸出，使粉煤灰变成多孔型炭粒。此时的煤灰，颗粒状态基本保持原煤粉的不规则碎屑状，但因多孔型性，使其表面积更大。

火电厂粉煤灰何时变身“大铝矿”

火电厂粉煤灰何时变身“大铝矿” 大唐国际粉煤灰火电厂北极星电力网新闻中心 2013-4-15 11:07:44 所属频道: 火力发电电建节能环保关键词: 大唐国际粉煤灰火电厂大唐国际再生资源开发有限公司利用粉煤灰成功提取氧化铝。图为工人正将铝锭打捆。从高铝粉煤灰中提取氧化铝，既能有效减少粉煤灰的环境污染，又能缓解我国铝土矿资源短缺问题。然而，内蒙古西部地区生产的高铝原煤销往区外电厂分散掺烧，使得粉煤灰失去提取价值，相当于每年浪费700万吨优质氧化铝资源，直接经济损失200多亿元。今年全国两会期间，内蒙古代表团以全团建议的形式向全国人大提出，加快内蒙古电力外送通道建设，实现高铝煤炭资源就地转化，建设煤电灰铝一体化循环产业基地，以充分挖掘高铝煤炭的经济价值，有效提高资源综合利用效率，还可替代氧化铝和纸浆的进口。粉煤灰中氧化铝含量超50% 高铝粉煤灰提取氧化铝示范项目进入商业化应用 3月下旬，记者来到位于内蒙古呼和浩特市托克托工业园区的大唐国际再生资源开发有限公司，站在行政办公楼向东望去，远处是一条巨龙般又高又宽的大坝。 “那里堆放的就是大唐托克托火电厂产生的粉煤灰。”公司总工程师麻树春指着远处的尘土告诉记者，过去，托电产生的大量粉煤灰主要的处理办法就是堆放，既占用土地，又污染环境。现在，一边是堆积如山的粉煤灰，一边是码放整齐、光灿耀眼的成捆铝锭。如果不是麻树春介绍，记者很难将两者联系在一起。一个偶然的发现改变了粉煤灰的“命运”。2003年大唐托电1、2号机组投产后，烟气粉尘排放始终达不到环保要求。清华大学煤清洁燃烧国家工程技术中心的孙俊民博士专程来到火电厂考察，系统采集了燃烧的煤种和排放的各类粉尘样品，拿回清华分析，结果让人大吃一惊：常规粉煤灰中氧化铝的含量在30%以下，大唐托电的粉煤灰中氧化铝的含量则高达54.77%，是国内外罕见的再生含铝矿物资源，可用于提炼氧化铝和硅铝合金等有色金属产品。