利用高铝粉煤灰制备氢氧化铝的实验
两步碱溶法从高铝粉煤灰中制备氧化铝的实验研究的开题报告
两步碱溶法从高铝粉煤灰中制备氧化铝的实验研究的开题报告一、选题背景高铝粉煤灰是一种工业废弃物，因其含有较高的氧化铝而备受关注。
而氧化铝是一种重要的高性能工程材料，被广泛应用于磷酸铝电池、高压电线陶瓷质绝缘子、制陶等领域。
因此，从高铝粉煤灰中制备氧化铝具有很高的经济价值和环境意义。
本实验选用两步碱溶法制备氧化铝，这种方法简单易操作，不需要高温和高压设备，可以在常压下进行。
因此，本实验具有一定的实用场景和科学研究意义。
二、研究内容本实验旨在研究两步碱溶法从高铝粉煤灰中制备氧化铝的可行性，并探究不同实验条件对氧化铝的产率和质量的影响。
具体研究内容如下：1. 确定高铝粉煤灰的最佳前处理方式，包括样品的破碎、筛分等。
2. 研究不同碱溶液的浓度、反应时间、反应温度等条件对氧化铝的产率和质量的影响。
3. 对制备得到的氧化铝进行物理性质测试（如形貌、晶相等）和化学性质测试（如化学成分分析等）。
三、实验计划和预期结果1. 实验计划（1）高铝粉煤灰的前处理：对高铝粉煤灰进行破碎、筛分等前处理，以得到符合要求的实验样品。
（2）两步碱溶法实验：研究不同碱溶液浓度、反应时间、反应温度等条件对氧化铝的产率和质量的影响。
（3）物理性质测试：利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等测试氧化铝的形貌和晶相。
（4）化学性质测试：对制备得到的氧化铝进行化学成分分析。
2. 预期结果预期可以得到以下结果：（1）确定高铝粉煤灰的最佳前处理方式，以得到符合要求的实验样品。
（2）研究不同碱溶液浓度、反应时间、反应温度等条件对氧化铝的产率和质量的影响，可以确定最佳实验条件。
（3）对制备得到的氧化铝进行物理性质测试和化学性质测试，以确保产物的质量。
四、研究意义和应用价值本实验研究了一种简单易行且环保的高铝粉煤灰资源化利用方法，结果可供工业界参考。
同时，本实验也为氧化铝的制备提供了新思路和方法。
因此，本实验具有较好的理论研究意义、应用价值和环保效益。
生态化利用粉煤灰制备高纯超细氢氧化铝
生态化利用粉煤灰制备高纯超细氢氧化铝
方荣利;王琳
【期刊名称】《化学工程》
【年(卷),期】2005(33)3
【摘要】采用矿物改性活化粉煤灰中Al2O3,消除阻止C2S晶相转变的干扰因素,实现了粉煤灰活化烧结料100%的自粉化,自粉化料平均粒径小于1μm;用质量分数为8%的碳酸钠溶液从活化粉煤灰中以NaAlO2形式提取铝组分,提取率大于75%;研究了表面活性剂种类与掺量、碳化速度、NaAlO2浓度、溶液pH值等因素对制备高纯超细Al(OH)3粉体的影响,找出了主要影响因素及最佳工艺参数,制备出了疏松无团聚的高纯超细Al(OH)3粉体,纯度大于99.9%,平均粒度小于200 nm.
【总页数】4页(P29-32)
【作者】方荣利;王琳
【作者单位】西南科技大学,材料学院,四川,绵阳,621010;西南科技大学,材料学院,四川,绵阳,621010
【正文语种】中文
【中图分类】TQ133.1
【相关文献】
1.生态化利用粉煤灰制备高纯超细氢氧化铝(二)--高效分散剂碳化法制备高纯超细Al(OH)3 [J], 方荣利;陆胜
2.生态化利用粉煤灰制备高纯超细氢氧化铝(一)--粉煤灰的活化及自粉化技术 [J],
方荣利;陆胜
3.用碳化法从煤矸石中制备高纯超细氢氧化铝粉体 [J], 吕淑珍;方荣利
4.利用粉煤灰制备高纯超细氧化铝粉体的研究 [J], 方荣利;陆胜;解晓斌
5.工业氢氧化铝制备高纯超细氧化铝 [J], 吴光进;张颖;刘海林
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一种利用高铝粉煤灰高温碱浸法生产超白氢氧化铝及其副产品的方法
高 铝粉 煤灰 细磨 后与 分两 段加入 的 循环Ｎａ Ｏ Ｈ 溶 液混 合均 匀分 别进 行一 二段脱 硅 。 过 滤分 离脱硅 浆液 ， 二段脱 硅渣滤 饼为脱 硅粉煤 灰 ， 作为高 温碱浸 的 原料 。 一段脱 硅液 与二段脱 硅液混 合后 的脱硅液 加入石 灰乳进 行苛化 制备硅 灰 石， 硅灰 石浆 液分 离底 流经 洗涤 、 脱碱、 乙酸 酸洗 后 ， 在２ ３ ０ ～２ ８ ０ Ｅ保 温罐 内停 留８ ｈ 以保证 其 晶型 的转变 ， 再 经过烘 干后 ， 作为成 品硅灰石 。 分 离溢流及 硅灰石 洗 液与部 分 铝酸三 钙洗 液混 合 后作为 Ｎ ａ Ｏ Ｈ循环 溶液 返 回脱硅 工序 作为 溶 出 液。 脱 硅粉煤 灰 与亚铁 酸钠 和石 灰乳 在循 环母 液 中 ， 温 度２ ３ ０ －２ ８ ０ Ｅ， 时 间为２ 小 时并添 加某 种催 化剂 的条件 下 ， 脱硅 粉煤 灰将在 压 煮器 中发生 溶出 ， 溶 出浆 液 经稀释 、 分离 洗涤后 ， 底 流为成 品水榴 石 。 分 离溢 流加入 石灰乳 ， 在 温度 １ ８ ０ － １ ８ ５ ￣ Ｃ， 时间 为１ ． ０ ～１ ． ５ 小 时 的条件 下 ， 水化 铝酸 三钙将 在压 煮器 中发生溶 出。 溶 出后 的溢流分 离 液与部 分铝 酸三 钙洗 液混合 蒸发 后作 为循环 母液 继续 参与 高温碱浸 过程 。 另 外一部 分铝酸 三钙洗 液返 回脱 硅工序 作为Ｎａ ０ Ｈ循环 溶液 的 组成部 分 。 溶 出并分 离洗 涤后 底 流为 固含 ７ ０ ％ 的 铝酸三 钙 滤饼 ， 经 与蒸 发后 碳 分 母液混 合后 ， 在 温度 １ ８ ０ －１ ８ ５ ＂ Ｃ， 时间为 １ ． Ｏ －１ ． ５ 小时 的条件 下 ， 水 化铝 酸三 钙将发 生反 应 生成 碳酸 钙料 浆 。 所 生成 料 浆经分 离 、 洗涤后， 底流 为碳 酸钙 滤 饼， 经在Ｉ Ｏ ０ ０ ＂ Ｃ下焙烧 和石 灰消化 后制备 成合格 石灰乳 ， 加入 各个 所需 工序 。 碳 酸钙料 浆分 离溢 流和 碳酸 钙洗 液混合 后 ， 通人 Ｃ Ｏ ２ 进 行碳 酸化 分解 。 碳 酸化 分 解浆液 经过 滤后 ， 固体为 氢氧化 铝滤 饼 ， 滤饼 经过洗 涤 、 烘干 后 ， 为成 品超 白氢 氧化铝 过 滤后 的分 离液 和氢 氧化铝 洗液 混合 后蒸 发 ， 蒸 发后 所得 液体 作为 蒸 发碳分母 液 ， 返 回作 为铝 酸三钙溶 出液 。 蒸发 后所得少 量固体 为碳 酸钠 ， 碳酸钠 固体 与铁 屑混 合 ， 在Ｎａ ２ ０／ Ｆ ｅ ２ ０ ３ 重量 比为 ０ ． ３ ８ ７ ～０ ． ３ ８ ８ ， ８ ５ ０ Ｅ条 件 下焙 烧 ， 所得 产物 为亚铁 酸 钠 ， 进 入高 温碱 浸工序 。 本 方法 工艺 流 程 图如 图１ ： ３ ． ２ 实施 效果 及效 益 ３ ． ２ ． １本 工 艺的 效果 采用两 段预脱 硅加 高温碱 浸工 艺生 产超 白氢氧化 铝 并副产硅 灰石 及铁 化 水榴 石 ， 避 免 了高 铝粉煤 灰在提 取氢 氧化铝过程 中的低 铝硅 比烧 成温 度难于 控
利用高铝粉煤灰制备氧化铝的实验研究
２７［收稿日期］２００５－０４－０１［修回日期］２００５－０５－２３［作者简介］张晓云，女，２５岁，硕士研究生，材料学专业。
［试验研究］利用高铝粉煤灰制备氧化铝的实验研究张晓云，马鸿文，王军玲（中国地质大学矿物材料国家专业实验室，北京 １０００８３）［摘 要］ 以高铝粉煤灰为原料，以Ｎａ２ＣＯ３为配料，通过对粉煤灰焙烧，熟料中硅、铝分离，二氧化碳酸化偏铝酸钠溶液等操作制备氢氧化铝。
再经煅烧，制备得到氧化铝。
实验结果表明，以Ｎａ２ＣＯ３为配料经中温焙烧，可以将粉煤灰中的莫来石、玻璃相等分解，并转化为霞石（ＮａＡｌＳｉＯ４），粉煤灰的分解率达到９８．９６％；用６．７３ｍｏｌ／Ｌ的ＨＣｌ溶液浸取焙烧后的熟料，可以使熟料中氧化铝最大程度地分离，且分离率达９６．７３％；分离后得到的氯化铝溶液进行碱中和，向得到的偏铝酸钠溶液通入二氧化碳，得到Ａｌ（ＯＨ）３沉淀；氢氧化铝经过煅烧，即可得到氧化铝产品。
［关键词］ 粉煤灰；中温焙烧；氢氧化铝；氧化铝Abstract: The aluminum oxide was prepared from high-alumina fly ash, with Na 2CO 3 as an auxiliary agent, and the decompose degree of the fly ash was up to 98.96%, lixiviating aluminum oxide from silicon dioxide in hydrochloric acid solution, and the separation degree of the aluminum oxide was 96.73%, neutralizing aluminate sodium by CO 2 to prepare aluminum hydroxide. The experimental results indicated that the fly ash was decomposed by Na 2CO 3, silicon dioxide and aluminum oxide can be separated by hydrochloric acid,and sintering aluminum hydroxide to prepare γ-Al 2O 3.Key words: fly ash; sinter; aluminum hydroxide; aluminum oxide［中图分类号］ ＴＱ５３６．４；ＴＱ１３３．１ ［文献标识码］ Ａ ［文章编号］ １００７－９３８６（２００５）０４－００２７－０４ 粉煤灰是从烧煤锅炉烟气中收集的粉状灰粒，国外文献中称为“飞灰”（ｆｌｙ ａｓｈ）或者“磨细燃料灰”，是富含玻璃体的球状物料。
高铝粉煤灰提取氧化铝实施方案(二)
高铝粉煤灰提取氧化铝实施方案一、实施背景中国是一个煤炭消费大国，每年粉煤灰的产生量巨大。
粉煤灰是一种含铝量较高的废弃物，主要成分是氧化铝，具有潜在的经济价值。
为了充分利用这一资源，从产业结构改革的角度出发，本实施方案旨在提取高铝粉煤灰中的氧化铝，使其转化为具有高附加值的产品。
二、工作原理提取高铝粉煤灰中的氧化铝主要通过酸浸和碱浸两种方法。
本实施方案采用碱浸法，其工作原理如下：在一定温度和碱浓度下，利用碱溶液溶解粉煤灰中的氧化铝，使其从固相转变为液相。
经过滤、分离、洗涤等步骤，得到纯度较高的氢氧化铝。
再通过焙烧等处理，最终得到氧化铝产品。
三、实施计划步骤1. 原料准备：将粉煤灰进行破碎、筛分，得到粒度合适的原料。
2. 碱浸：将破碎筛分后的粉煤灰加入到碱溶液中，在一定温度和时间条件下进行碱浸处理。
3. 分离：将碱浸后的浆液进行固液分离，得到含氢氧化铝的溶液。
4. 洗涤：对分离后的氢氧化铝进行洗涤，去除杂质。
5. 焙烧：在一定温度下对洗涤后的氢氧化铝进行焙烧，得到氧化铝产品。
6. 产品的后续处理：对得到的氧化铝产品进行筛分、磨碎等处理，使其达到所需的粒度和纯度。
四、适用范围本实施方案适用于处理高铝含量的粉煤灰提取氧化铝。
对于不同来源和性质的粉煤灰，可能需要根据实际情况对工艺参数进行调整。
五、创新要点1. 采用碱浸法提取氧化铝，与传统的酸浸法相比，碱浸法具有对环境影响小、设备腐蚀小等优点。
2. 本实施方案结合了粉煤灰的预处理、碱浸、分离、洗涤、焙烧等多个环节，实现了高铝粉煤灰中氧化铝的高效提取和转化。
3. 通过合理的工艺设计和参数控制，提高了氧化铝产品的纯度和回收率，进而提高了产品的附加值和市场竞争力。
六、预期效果1. 提高资源利用率：通过提取高铝粉煤灰中的氧化铝，将废弃物转化为具有经济价值的资源，提高了资源利用率。
2. 减少废弃物排放：本实施方案减少了粉煤灰的排放，减轻了环境压力。
3. 创造经济效益：通过提取氧化铝，获得具有高附加值的产品，为企业带来可观的经济效益。
生态化利用粉煤灰制备高纯超细氢氧化铝(二)——高效分散剂碳化法制备高纯超细AlOH3
１ 引言
采用矿物组成改性技术活化粉煤灰中ＡｌｚＯ，｛消除阻止Ｃ：Ｓ晶相转变的干扰因素，实现了粉煤灰活化
烧结料１００必的自粉化，自粉化料平均粒径小于ｌｐｍ；用８％碳酸钠溶液可从活化粉煤灰中以ＮａＡＩ ０２形
式提取铝组分．用高教分散剂一碳化法制备超细ＡＩ（ＯＨ）。，提取率大于７５％，为粉煤灰的高价值利用开辟
阻燃剂分有机阻燃剂与无机阻燃剂两大类。有机类阻燃剂分磷系与卤系两个系列，目前应用较广泛
的是卤系阻燃剂。卤系阻燃剂阻燃效果虽好＋但其分解产物毒性大、烟雾太，增大了火灾中有害气体的生
成量，造成二次灾害．今后将被无机阻燃剂，特别是氢氧化铝及其复合材料所代替。无机阻燃剂热稳定性
好．不挥发、无毒性，不产生腐蚀性气体、消烟、不污染环境，已成为阻燃技术发展的方向。
在碳酸钠浸取液中嗤不同速度通入ＣＯ。至一定ｐＨ，其碳化速度对制备超细ＡＩ（ＯＨ），粉体的影响情 况示于表３中．，
表０
碳化速度对制备超纲ＡＩ｛ＯＨ】ｊ粉体的影响
序簪
ｌ ９— ３ ４ ｊ ５ ７ ８ ９
分散剂
掺八量 （％）
聚己二醇（１ ００００：
４
４００—１：ｉ】
十二烷基硫酸钠
３
聚乙烯醇
５
通气速度 （ｍｌ／ｍｍ）
通过ＣＯ：后，由于Ｎａ２ＣＯ：的生成及ＮａＡｌ０。的水解，溶液ｐＨ将发生变化，碳酸钠浸取液中ｐＨ变 化与通气时阃的关系示于图６。
一】
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Ｉｊ
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二＿，
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１５
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图ｌ溶液ｐＨ与通气时间美系
趴图ｌ可知，在溶液ｐＨ为１１．９６附近，溶液突然变浑浊．溶液ｐＨ迅速下降至１０．０１，此后由于ＮａＡ一
高铝粉煤灰制氯化铝
将称量好的粉煤灰一次性加入带机械搅拌回流装置的卧式溶出釜，注入20%的工业盐酸，加入盐酸的体积为加入粉煤灰体积的3倍，以保证粉煤灰中的氧化铝充分溶解。
将卧式溶出釜密闭后（防止酸挥发），加热，温度控制在180℃左右，反应3小时。
反应完成后，将料液放入澄清槽，进行固液分离。
将分离的固体进行洗涤得纯净硅砂；将分离出的含铝溶液和添加剂按一定比例混合后，加入带机械搅拌的聚合反应釜进行聚合反应，反应3小时。
反应完成后，将料液放入澄清槽，进行固液分离，分离出的液体为液体聚合氯化铝。
高铝粉煤灰制备的高白氢氧化铝的物性分析_郑朝振
氢氧化铝以微孔（ ＜ 2 nm ） 为主， 脱附线和吸附线存 在一定的滞后， 说明碳分氢氧化铝存在较多的介孔 （ 2 ～ 50 nm） 和一定数量的大孔（ ＞ 50 nm ） （ 图 4a ） 。 种分氢氧化铝的吸附脱附线重合度很高， 氢氧化铝 以微孔为主， 脱附线和吸附线滞后不明显， 说明种分 几乎没有大孔（ 图 4b） 。 氢氧化铝仅有少量的介孔，
Analysis of physical properties of high white aluminum hydroxide prepared by high － alumina fly ash
Zheng Chaozhen1 ， Zhang Tingan1 ， Lv Guozhi1 ， Sun Junmin2 ， Zhu Xiaofeng1 and Yang Huibin2
中国是世界最大的燃煤国， 粉煤灰中氧化铝含 量一般为 17% ～ 35% ， 部分地区粉煤灰铝含量更可 是一种重要的非传统铝资源。 随 高达 40% ～ 60% ， 着国家环保政策日益严格及高品位铝土矿资源短缺 从高铝粉煤灰中提取氧化铝的技术近年 危机加剧， ［1 ～ 3 ］ 。 目前， 来已成为关注和研究的热点 利用高铝 ［4 ］ 、 粉煤灰生产氧化铝的技术有碱法 酸法 、 氨法及 等。 现阶段唯一大规模应用于工业 — —碱石灰烧结 生产的方法是大唐国际的预脱硅— 法。这个方法流程长、 能耗高， 若使用其生产普通冶 金级氧化铝， 很难达到与传统铝土矿生产氧化铝相 深度脱硅可以很有 同的经济效益。但由于预脱硅、 ， 效地提高溶出液的净化程度 因此该过程特别适用 于生产高白、 高纯等高附加值氧化铝产品。 高白氢 氧化铝是指白度大于 95 % 的氢氧化铝， 可用作阻燃 树脂填料， 人造玛瑙和电器等， 在填料市场有 材料， 着广泛的应用。前人研究主要集中在粉煤灰提取氧 酸碱联合法
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摘要!以无水碳酸钠为助剂"分解高铝粉煤灰中的莫来石和铝硅酸盐玻璃相% 经中温烧结) 酸浸使硅铝分离" 调节 3 I 值为 8a %纯化含铝滤液"通入 + ) 气体酸化等工序"可制备氢氧化铝粉体% 采用 \射线粉末衍射)扫描电镜)化学分 ! (4 析方法对制品进行表征"结果表明* 制备的氢氧化铝为球形颗粒" 其粒径为 ! " "@ V 左右" 性能达到 ’ : ^ P 6 ! & 6 & & 7 的三级标准%实验所采用的工艺路线是高铝粉煤灰资源化高效利用的有效途径之一% 关键词!高铝粉煤灰#氢氧化铝#氧化铝资源 中图分类号!; #; #P ! $ 8 7 8 8 7 & O ! " $ ####文献标识码!< ####文章编号!4 " " "= 5 8 ! 7 ! " " % " $= " 6 " 8= " 6
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4 #实验部分
? I ? @实验原料
图! #粉煤灰原料! : ] 9 " 6 的扫描电镜照片 $ ! $ ] G M 1 ! #* ( N3 L / U / M Q B 3 L/ Y U L 2Y 0 AB S L : ] 9 " 6
7 = 4 $ + , %要从高铝粉煤灰中提取 < ) 0 就必须破 实验采用华北某热电厂排放的高铝粉煤灰! : ] 9 能力 ! $ 坏含铝元素的莫来石的结构" 使之转变为一种在 ) $ " 6 为原料"从其化学成分分析结果看出"其 < 0 ! $ 质量分数达 $ 5 1 ! $ e"同时还含有 8 4 1 $ " e的 * G ) 和 酸性或碱性介质中易溶的物相%从粉煤灰的化学组 !
霞石是一种易溶于酸的物质" 加入盐酸时将 发生如下化学反应*
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" #引#言
粉煤灰是燃煤电厂排出的工业废渣% 随着中 国电力工业的快速发展" 粉煤灰的排放量也日益 增长%据报道"截至 ! " " 6年底中国火电机组装机 总容量达 $ 1 ! 6亿 Z >" 由此估计" 全国电力行业
废物"达到减少储存占地) 减少环境污染的良好 4 = ! , % 效果 + 氧化铝的制备工业属于资源型工业" 原材料 用量)能源消耗量) 三废排放量都很大" 导致资
##收稿日期!! " " % " 4 4 8 " " % " 6 4 ! #改回日期!! #责任编辑 !孙义梅% ##基金项目!中国地质大学矿物材料国家专业实验室开放基金项目! " 6 4 " 4 $ % !丁宏娅" 女"硕士研究生"4 ##作者简介 & 5 4年出生"无机非金属材料专业 "现主要从事矿物材料的研究工作% 万方数据
源利用率很低" 因此" 要实现氧化铝工业的可持 $ , % 目前" 国 续发展战略" 就必须实施清洁生产 + 排放的粉煤灰已达 $亿 U ^ B % 高铝粉煤灰中含有较 内外利用高铝粉煤灰制备氧化铝 ! 氢氧化铝 $ 常用 + 6 , 8 , 高的氧化铝"以此类粉煤灰来制备铝化合物产品" 的工艺主要有石灰石烧结自粉化法 ) 酸浸法 + ) + % , 不仅有可能显著减少中国经济和社会发展对铝土 硫酸铝胺热解法 等% 其中" 石灰石烧结自粉化 矿资源的大量消耗" 又能高效利用这类工业固体 法要求原料的烧结温度为 4$ ! "a 46 " "p" 能耗
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