粉煤灰提取氧化铝现状及工艺研究进展

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粉煤灰提取氧化铝工艺的研究进展

粉煤灰提取氧化铝工艺的研究进展

粉煤灰提取氧化铝工艺的研究进展
冯叶;邢旭晨;马康
【期刊名称】《江西建材》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】粉煤灰是在燃煤电厂发电过程中产生的主要固体废弃物,除Si元素外,还存在着较多的Al元素,是良好的氧化铝提取来源。

文中采用酸法、碱法以及酸碱联合的工艺,对从粉煤灰中提取氧化铝工艺做出了归纳与概括,系统研究了三种技术的优缺点,并对未来粉煤灰综合利用中氧化铝的萃取技术给出了研究思路,为提升粉煤灰的使用价值提供借鉴。

【总页数】3页(P3-5)
【作者】冯叶;邢旭晨;马康
【作者单位】河北科技大学建筑工程学院;河北省岩土与结构体系防灾减灾技术创新中心(筹);智能低碳装配式建筑技术研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TQ133.1;TQ536.4
【相关文献】
1.粉煤灰提取氧化铝的除铁工艺研究进展
2.粉煤灰提取氧化铝现状及工艺研究进展
3.硫酸法提取粉煤灰中氧化铝工艺研究进展
4.粉煤灰碱法提取氧化铝工艺研究进展
5.高铝粉煤灰提取氧化铝工艺研究进展
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【精品文章】粉煤灰提取氧化铝技术研究进展

【精品文章】粉煤灰提取氧化铝技术研究进展

粉煤灰提取氧化铝技术研究进展
 粉煤灰是燃煤中的各种伴生矿物与黏土等高温煅烧产生的固体废弃物,是最大宗、最复杂的工业固体废料之一。

2015年我国年产粉煤灰6.2亿吨,据权威机构预测2020年我国粉煤灰排放量将达到60亿吨。

目前我国粉煤灰的处理仍以堆存为主,不仅占用大量土地资源,而且容易造成环境污染。

粉煤灰资源化的传统领域为工程和材料,如水泥混泥土掺合料、建筑砌块、陶瓷原料等,但利用价值低,有价金属流失严重。

随着技术的发展,粉煤灰已被世界多国视为一种资源。

从粉煤灰中提取氧化铝是粉煤灰高值化的重要项目之一,通常粉煤灰中Al2O3为15%~35%,我国铝土矿资源在数量和质量上均不占优势,因此,从粉煤灰中提取氧化铝对减少土地占用和环境负荷、保障我国铝行业可持续发展具有重要的意义。

 国内外开展粉煤灰提取氧化铝研究已有数十年,也开发了多种工艺方案,大致分为碱法和酸法两大类,其中碱法主要包括碱石灰烧结法、石灰石烧结法和预脱硅—碱石灰烧结法等,酸法主要有盐酸浸出法、浓硫酸浸出法、氟化物助溶硫酸浸出法、硫酸熟化法等,以及近年来研究开发的硫酸铵焙烧法。

 一、碱法提取氧化铝
 1、石灰石烧结法
 石灰石烧结法与铝土矿烧结法生产氧化铝工艺相似,技术成熟,工艺和设备可靠性高,对原料的适应性强,易实现。

石灰石烧结法包括烧结、熟料自粉化、浸出、碳分、锻烧等主要工序,其基本流程如图1。

以粉煤灰为原料制备高纯氧化铝

以粉煤灰为原料制备高纯氧化铝

当前,我国在对粉煤灰进行利用的过程中,主要的应用领域在建材方面,以此在利用价值方面,始终面临着使用剂量有限的问题。

在进行使用的过程中,基本上采用的为石灰石烧结法、酸浸取法,可以有效的在反应的过程中,提取粉煤灰当中的氧化铝成分,但是实际的效率较低,以此在本文的分析过程中,就针对粉煤灰的综合利用进行了相应的研究,以此提升氧化铝的实际提取效果。

一、实验工艺1.实验原料在本文的研究过程中,所采用的粉煤灰,是来自于某省份的电厂,其粉煤灰当中的含铝以及含硅成分都比较高,而其他的元素含量较少,以此有着较高的利用价值。

在本文的实验当中,选择使用硫酸铵、硫酸以及氨水,进行分析纯。

而在实验当中使用的水,都是二次蒸馏水。

2.实验内容在粉煤灰使用的过程中,需要将其磨细活化,而在通过这样的活化处理之后,就马上与硫酸铵进行一定比例的混合,需要在行星磨当中进行磨混处理。

之后将充分研磨之后,就可以有效的在进行高温下的煅烧处理。

之后在完成了煅烧之后,便可以取出,加入一定量的硫酸。

并保持在90摄氏度的环境下,进行浸入4个小时左右。

之后需要进行过滤处理,将其28%的氨水加入其中,以此将pH值调整为2.接着继续搅拌12个小时左右。

这样就可以过滤出固体,之后再将其冷风吹干,进而进行XRD方面的具体分析。

之后将其冷却到室温的时候,就可以滤出晶体,之后在将其试验重复三次之后,就可以得到纯净度较高的硫酸铝铵中间体。

在本实验当中,采用的是化学滴定分析法,对其溶液当中的铁离子、硅离子进行含量测定的过程中,采用的是光度法进行测定。

而在中间体进行分析的过程中,是采用热重失重的方式进行分析,进而充分的对其分解条件进行分析。

二、结果分析在本文的实验过程中,需要在最佳的条件下,进行烧结混合料。

之后发现,其粉煤灰当中的氧化铝,在提取率方面,达到了95%左右的效果,而在烧结之后,在进行浸入以及之后的pH值调节之后,使得氧化铝的纯净度,可以达到大于99.9%的程度。

粉煤灰提取氧化铝的综合利用

粉煤灰提取氧化铝的综合利用

粉煤灰提取氧化铝的综合利用内蒙古鄂尔多斯市 010300摘要:粉煤灰作为一种工业废渣,会对环境和人类生存造成严重的危害。

目前,利用高铝粉煤灰提取氧化铝是粉煤灰综合利用研究的一大热点。

我国铝土矿资源匮乏且品位低,面对日益上涨的铝资源需求,从高铝粉煤灰中提取氧化铝成为一条有效的缓解途径,既可以高值化利用粉煤灰,降低环境危害,同时也可以保障我国铝资源的安全。

该工艺方法包括碱法、酸法和酸碱联合法等,但每种方法均存在各自的不足。

文章介绍了各种工艺的优缺点及该领域的最新进展,倡导加大粉煤灰综合利用的研究。

关键词:粉煤灰;氧化铝;利用随着我国火力发电的快速发展,粉煤灰每年的排出量高达1. 6 亿t,这些粉煤灰的囤积不仅造成严重的环境污染,而且危害人类的健康,消耗大量的资金。

粉煤灰是煤燃烧后产生的主要固体废弃物,其主要成分为铝、硅和铁等氧化物。

大量的粉煤灰堆积带来的危害是多方面的,首先会占用大量的土地,而且在雨水的作用下露天堆放的粉煤灰中的有害物质会渗透进土壤及周边水域中,造成土壤及水污染; 其次4级以上风力可剥离粉煤灰,刮风天气时粉煤灰贮灰场将对周边较大范围的场地和空气造成污染; 强降雨和洪涝等自然灾害发生时,堆存的粉煤灰有引起山体崩塌、滑坡和泥石流等次生灾害的隐患,对生态环境造成破坏,甚至危及人身安全。

对粉煤灰的减量化、无害化和资源化利用迫在眉睫。

我国是铝消费大国,但是铝土矿却相对短缺,因此每年都需要从国外进口大量的铝土矿。

而粉煤灰中含有大量的氧化铝,并且尚未得到有效的利用,因此开发利用粉煤灰生产氧化铝,具有重大的现实意义。

一、粉煤灰的基本特征我国国土面积大,地质条件千差万别,因此分布在不同地区的煤炭性质差异极大,使得我国各地产生的粉煤灰成分也相差极大,粉煤灰一般为灰黑色,其颜色深浅代表未燃烧炭的含量,含量越高颜色越深,颜色越深的粉煤灰粒度一般较小,反之较大。

粉煤灰活性较高,颗粒呈现为多孔的蜂窝状,因此经常被用作水处理的吸附剂。

我国高铝粉煤灰提铝的研究及工业化现状

我国高铝粉煤灰提铝的研究及工业化现状

问题, 又可以缓解我国铝土矿资源不足的现状 。 本文介绍了高铝粉煤灰在我国的利用前景, 介绍了几种高铝粉煤灰提铝技术 , 并对其优缺点进行 比 对。 最终介绍了
目前 我 国高铝 粉煤 灰提 铝 的工 业化 现状 , 探 讨 了 今后探 索 的方 向和 扩大 产 能需要 解决 的 问题 。 [ 关键 词] 高铝 粉煤 灰 氧 化铝 工业 化 中图分 类 号 : T D 9 2 6 文献标 识码 : A 文章编 号 : 1 0 0 9 — 9 1 4 X ( 2 0 1 5 ) 4 5 — 0 1 3 1 —0 1
粉煤 灰是 火力 发 电厂 燃煤 锅炉 排放 的废 渣 , 一般 每 消耗 4 t电煤就 会产 生 l t 左 右的粉 煤 灰 。 近 年来 , 由于 我 国 电力 工业 迅速 发 展 , 且燃 煤 发 电比重 较大
( 2 0 1 0  ̄燃煤发 电量占全国总发 电量的8 0 . 8 % ) , 导致粉煤灰排放量也逐年增加。
2 0 1 0 年 我 国煤 炭 消费量 超 过3 2 亿t[ 1 ] , 其 中 电力 行 业耗煤 约 占一 半 , 由此产 生 的粉 煤 灰 约4亿 t , 预 计 到2 0 1 5 年粉 煤 灰 年排 放 量将 达 到5 . 5 Gt [ 2 ] 。 由于粉 煤 灰排 放量 过大且 有效利 用不 足 , 我国高铝 煤炭 燃烧后 形成 的高铝 粉煤灰 主要 以 堆存 为主 , 少量 用来 制砖 、 铺路 或做水 泥原料 , 高 铝粉煤 灰 中的铝 资源未得 到有
科 学论 坛
C hi n a s c i e n c e a nd T e c h n o l o g y R e v i e w

●I
我 国高 铝粉 煤 灰 提 铝 的 研究 及 工 业 化 现 状

粉煤灰提取氧化铝的研究现状

粉煤灰提取氧化铝的研究现状
参考文献 [ 1] 沈国勇. 低熔点合金的性能、用途和发展 [ J ]. 机械工程材料, 1981,
( 04) : 29 - 33. [ 2] Borm ashenko Edw ard. D evelopm en t of a novel composite b ased on poly-
酸法的回收率一般较高, 但其对设备 的腐蚀严 重, 造成设 备 问题难以解决, 造价高, 目前约 90% 以上的 冶金级 A l2O3 用于 生 产电解铝, 用酸 法生 产的 冶金 级 A l2 O3 是否 能满 足电 解 槽的 需 求, 也仍有待证 实。
2 碱焙烧法
由于粉煤 灰经过 高温 煅烧 后, 其 中的 A l2 O3 和 S iO2 活性 变 差, 部分 的 A l2 O3 和 SiO2 还形成了莫来石结 构, 更进一步降 低了 其活性, 但采用碱性物 质 (如 N a2CO3、CaO )与粉煤 灰经过高 温焙 烧, 可使粉煤灰中的 A l2O3 形成 N aA lO2 固体, 该固体易溶于水和稀 碱溶液,有利于粉煤灰中 A l的溶出, 可大大提高 A l2O3 的回收率。
# 24#
广州化工
2010年 38卷第 4期
双忱 [ 5] 采用碱 石灰 烧结 法处 理 粉煤 灰, 控 制物 料比 n ( N a2 O ) / n( 9A l2 O3 ) = 11 25, n( Ca2O ) /n( Si2O ) = 2, 在 1200e 下焙 烧 2h, 然后用 3% 的 N a2 CO3 溶 液 浸出 烧 结 熟料, 浸出 温 度为 60e ~ 70e , 浸 出时 间 1h, 得 到 粗 铝 酸 钠 溶 液, 然 后 经 过 脱 硅, 滴 加 H2 CO3 分解 制得 A l( OH ) 3 沉 淀, 经 过高 温煅 烧 后制 得 A l2 O3。 赵 宏 [ 6] 等 采 用 石 灰 石 高 温 烧 结 活 化 粉 煤 灰 制 备 A l2O3, 以 m ( CaO ) /m ( S iO2 ) = 212的比 例进行 配料, 在 1250e 下煅 烧 2h, 使粉煤 灰 中 A l2O 3 转 变 为 Ca ( A lO2 ) 2, 然 后 用 浓 度 为 8% 的 N a2 CO3 溶液进行浸出, 浸出 温度 为 70e ~ 80e , 浸 出液 固比 不 低于 3, 浸出 时间为 40m in, 氧化 铝的 回收率 可大 于 70% 。刘 成 长 [ 7] 将粉煤灰、纯碱按一定比例配料入炉 进行碱融转 化反应, 得 到的熔融体用冷 水水淬成 1~ 5mm 的细颗粒料, 然后湿磨成浓稠 料浆、稀释、过 滤, 滤 饼 用 浓 碱 溶 液 溶 解 后, 经 过 水 解 可 得 到 A l( OH ) 3沉淀, 干燥煅烧后得到了 A l2O 3。

煤粉炉粉煤灰提取氧化铝活化技术研究进展

煤粉炉粉煤灰提取氧化铝活化技术研究进展

煤粉炉粉煤灰提取氧化铝活化技术研究进展高志娟1,王相人2(1.神华准能资源综合开发有限公司,内蒙古鄂尔多斯010300;2.中国神华哈尔乌素露天煤矿)摘要:介绍了近年来采用煤粉炉粉煤灰作为原料制备氧化铝的预处理活化工艺技术,指出了粉磨法、硫酸法、氯化钙法、铵盐法、碳酸盐法、氟化盐法、物理-化学联合活化法的优缺点及在工程转化过程中需重点关注的环节。

虽然部分工艺技术实现了工业化,但因成本高等因素导致项目关停,建议粉煤灰综合利用研究方向应以工程转化难点问题为导向,理论研究与工程设计相结合,逐步探索出一条经济效益好、安全环保的粉煤灰制备氧化铝工业化路线。

关键词:煤粉炉粉煤灰;氧化铝;粉磨法;硫酸法中图分类号:TQ133.11文献标识码:A文章编号:1006-4990(2021)02-0024-04Research progress in alumina activation technology from pulverized-coal fly ashGao Zhijuan 1,Wang Xiangren 2(1.Shenhua Zhungeer Energy Resource Comprehensive Development Co.,Ltd.,Ordors 010300,China ;2.Shenhua Haerwusu Open-pit Coal Mine of China )Abstract :The pretreatment and activation technology of preparing alumina in recent years using pulverized⁃coal fly ash as raw material was introduced.The advantages and disadvantages of the grinding method ,sulfuric acid method ,calcium chloride method ,ammonium salt method ,carbonate method ,fluoride salt method and physical⁃chemical combined activation methodwere pointed out ,and the link in the engineering conversion process that needs to be focused on was also confirmed.Although part of the process technology has been industrialized ,due to high costs and other factors ,the project has been closed.It was recommended that the research direction of comprehensive utilization of fly ash should be oriented to the difficult problems ofengineering conversion.The combination of theoretical research and engineering design will gradually explore a good economic benefit ,safe and environmentally⁃friendly industrial route for the production of alumina from fly ash.Key words:pulverized⁃coal fly ash ;alumina ;grinding method ;sulfuric acid method粉煤灰是中国排放量较大的固体废弃物,2017年产生量约为6.86亿t [1],而内蒙古等地每1t 粉煤灰中Al 2O 3含量可达0.5t,也称高铝粉煤灰。

粉煤灰提取氧化铝现状及工艺研究进展

粉煤灰提取氧化铝现状及工艺研究进展

粉煤灰提取氧化铝现状及工艺研究进展发布时间:2021-09-06T11:25:53.933Z 来源:《科学与技术》2021年4月11期作者:朱福星[导读] 粉煤灰是火电厂煤燃烧后产生的一种工业副产品,也是最为复杂和含朱福星神华准能资源综合开发有限公司氧化铝中试厂内蒙古鄂尔多斯市 010300摘要:粉煤灰是火电厂煤燃烧后产生的一种工业副产品,也是最为复杂和含量丰富的人工材料之一。

对粉煤灰的不当处理会导致大量可回收资源的浪费。

粉煤灰中含有丰富的铝,可用作铝土矿的潜在替代品。

基于此,本文详细的探讨了粉煤灰提取氧化铝现状及工艺研究进展。

关键词:粉煤灰;氧化铝;提取技术氧化铝是粉煤灰的主要成分之一,其在粉煤灰中的含量为15%~46%,最高可达50%以上。

我国高品位铝土矿资源较贫乏,进口量占年消耗量的50%以上,因此,寻找铝土矿替代资源,开发适用于低品位铝土矿生产氧化铝和粉煤灰提取氧化铝工艺刻不容缓。

一、粉煤灰性质粉煤灰是燃煤中黏土矿物燃烧后产生,其主要成分包括SiO2、Al2O3、TiO2、CaO、MgO、Fe2O3、Na2O等,物相组成为莫来石、石英和玻璃相。

不同地区、不同种类的粉煤灰化学成分差异大,资源利用效果差异也较大。

由于地域的不同,粉煤灰中的氧化铝含量也不同,一般在15%~50%。

根据粉煤灰中氧化铝含量的不同,可分为高铝粉煤灰(氧化铝含量高于30%)及普通粉煤灰。

二、粉煤灰提取氧化铝的工艺技术1、碱法。

碱法是目前粉煤灰提取氧化铝工艺使用最广泛的技术,具有代表性的是石灰石烧结自粉化法和碱石灰烧结法。

①石灰石烧结自粉化法。

其是从粉煤灰中提取氧化铝较成熟的工艺,工艺过程包括:烧结、熟料自粉化、溶出、脱硅、炭化、煅烧。

由于粉煤灰中的主要矿物组成为莫来石和石英,莫来石中的氧化铝活性差,必须将其活化后才能更好的提取。

先在粉煤灰中加入定量的石灰石,高温煅烧条件下将氧化铝活化,煅烧后的产物为块状烧结物,将烧结后的自粉料加入一定浓度的碳酸钠溶液,使其中的铝以偏铝酸钠的形式溶出。

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年 份
图 1 中 国粉 煤 灰 生 产 情 况
由图 1可 见 ,中 国每 年发 电量都 在 不 断 增加 , 2015年粉 煤 灰 的产量 或达 到 5.8亿 t左 右 。图 2为 中国 粉煤 灰 的利 用情 况 。由 图 2可 见 ,中 国粉 煤 灰 的利用 率 逐年 增 加 .不 过最 近 几年 一 直保 持 在 67%
关键 词 :粉 煤 灰 ;氧 化 铝 ;铝 土 矿 ;提取 技 术 中 图分 类 号 :TQ133.1 文 献标 识 码 :A 文章 编 号 :1006—4990(2016)02—0009—04
Present situation and research progress of alum ina extracting technology from coal fly ash
第 48卷 第 2期 2016年 2月
无 机 盐 工 业 INORGANIC CHEMICALS INDUSTRY
Vo1.48 No.2 Feb.,2016
粉煤灰提取 氧化铝现状及 工艺研究进展
}/
蒲 维·。梁 杰 ,雷 泽 明 ,李 昌伟 。张权 笠 。
(1.贵 州 大 学 材料 与冶 金 学 院 ,贵州 贵 阳 550025;2.贵州 理 工 学 院 )
摘 要 :粉 煤 灰 是 火 力 发 电 厂煤 燃 烧 后 产 生 的一 种 工 业 副 产 品 。也 是 最 为 复杂 和含 量 极 其 丰 富 的 人 工 材 料 之 一 对 粉煤 灰 的不 当处 理 会 导 致 大 量 可 回收 资 源 的 浪 费 。粉煤 灰 中含 有 丰 富 的 铝 ,可 用 作 铝 土 矿 的潜 在 的替 代 品 。从
图 2 中 国 粉煤 灰 利 用 情 况
中 国的铝 土 矿储 量 仅 占全 球 的 2.4%E引.而 氧 化 铝 来 源 主要依 靠铝 土 矿 的进 口。近 10 a来 ,随着 原 铝 产量 的不 断扩 张 .中 国国 内的铝土矿 越来越 难 以 满 足人 们 的需求 .因此对 国外铝 土矿 的依赖程 度变
Pu Wei ,Liang Jie2,Lei Zeming ,Li Changwei ,Zhang Quanli
(1.College o fMaterials andMetallurgy,Guizhou University,Guiyang550025,China;2.GuizhouInstitute ofTechnology )

粉煤 灰 生 产 利 用 情 况 和 铝 土 矿 资 源短 缺两 方 面 论 述 了粉 煤 灰 提 取 氧 化 铝 的必 要 性 。介 绍 了 目前 从 粉 煤 灰 提 取 氧 化 铝 的各 种 技 术 及 最 新 的 工 艺 研究 进展 。总 结 了各 种 方 法 的 不 足 ,对 未 来 的 研 究 发展 方 向做 了考 量 。
1 中 国粉 煤 灰 和 氧 化 铝 现 状
粉煤 灰是 燃煤 电厂 排 出的 固体废弃 物 。随着 燃 煤发 电 的需 求 量 不断 上 升 .粉煤 灰 的产 量也 大 大 超 过 预期 。 图 1为 中 国 2001-2015年 粉煤 灰 的产 生 情况 。
左 右 ,到 2015年有 望 突破 70%c 。目前 ,中国粉 煤灰 年 排放量 仍 达到上 亿 吨 .粉煤 灰 的总堆存 量有 十几 亿 吨 。粉煤 灰不合 理 的堆积 和不恰 当 的处理导 致大 面 积土 地资 源被侵 占和浪费 ,造成 土地 的退化 ,对人 类 健康 和生 态环境 产 生 了严 重 的危 害 。
Abstract:Coal fly ash (CFA),an industrial by—product,is derived from coal combustion in thermal power plants.It is one of the most complex and abundant of anthropogenic mater ials,and its improper disposal had resulted in a waste of recoverable resources.As coal fly ash is rich in alumina,it can be used for a potential substitute for bauxite.The necessity of extracting alu— m ina from f ly ash from two aspects,such as the preparation and utilization of China S CFAs and the shor tage of bauxite re- sources,was discussed,respectively.Then various techniques and the latest technology research advances in extracting alumi— na from fly ash were reviewed.Finally,the shortcomings of f ly ash recycling and directions f or research and development were forecasted. Key words:fly ash;alumina;bauxite;extraction technique
lO
无机 盐 工业
第 48卷 第 2期
得 更大。2009年 ,中国氧化铝的需求量为 3 386万 , 而 中 国氧 化铝 的产 量仅 为 2 379万 氧化铝 和铝 土 矿 的进 口量 分别 为 514万 t/a和 1 969万 妇 最 近 几 年 .超 过 40%的铝 土 矿 供 给 来 自于 进 口 .而进 口铝 土 矿 中的 90%都 来 自于 印 度 尼 西亚 和澳 大利 亚 [3]。针对 中国铝土 矿资 源紧 张 、印尼铝 土矿 出 口关 税 上 调 等 现状 。粉煤 灰 成 为 铝 土 矿 的潜 在 替 代 资 源 。氧 化铝 是 粉煤 灰 的 主要 成 分之 一 ,其 质 量 分数 一 般 为 l5%~40%.最 高可 达 58%E ̄1 如能充 分 利用 粉 煤灰 提 取氧 化 铝 .不但 可 以缓 解 铝 土 矿供 应 紧 张 局 面 .而且 对 粉煤 灰 的综 合 利用 与 发 展循 环 经 济有 着 重要 的意义
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