低温煅烧法从粉煤灰中提取纳米Al2O3和SiO2
利用粉煤灰制取铝铁共聚复合型凝聚剂可行性研究
利用粉煤灰制取铝铁共聚复合型凝聚剂的可行性研究
摘要：本文提供了利用粉煤灰制取“铝铁共聚复合型凝聚剂”的工艺，通过用粉煤灰造粒、焙烧、酸浸等过程，从中提取al2o3和fe2o3有效成分进行反应合成。其复合型凝聚剂化学性质稳定、无毒、无味，适用于不同水质的原水净化和污水处理。对处理水的温度、浊度、ph变化适应性强，水处理成本低，在生产过程中无污染，适合于大规模生产。
关键词：粉煤灰；焙烧；制取；铝铁共聚；凝聚剂；研究
中图分类号：tf645 文献标识码：a 文章编号：1001-828x（2012）09-0-01
在电力行业的火力发电企业的生产工程中，产生大量的粉煤灰（灰渣）废弃物。近几年来，大多用于修路铺垫基础、混凝土拌合、制作陶粒砖等建筑材料。虽然其用量大，但经济价值并不高，诣在消化为主。本研究是从粉煤灰中提取有价值的成份，制取铝铁共聚复合型凝聚剂。虽然用粉煤灰数量不多，但其产品的经济价值较高。况且多数火力发电厂在原水净化预处理和污水处理过程中都需要用大量的凝聚剂。所以，从粉煤灰中提取有效成分合成凝聚剂产品，可谓是一项既有利于企业又有利于社会的良性循环生产方式。
一、概述
利用粉煤灰或灰渣制取铝铁共聚复合型凝聚剂，主要是从粉煤灰中提取al2o3和fe2o3有效成分的过程。由于煤碳种类和煤碳产地不同，其粉煤灰中al2o3和fe2o3含量各有差异。经用龙江地区
粉煤灰试验，其有效成分含量见表1。
表1
由于煤粉在炉膛内燃烧高温下形成“玻璃态”，其al2o3和fe2o3有效成分溶出的活性很低。因此，本工艺采用石灰或电石泥与粉煤灰拌合，制成球状颗粒进行烧结，用盐酸浸出等。一次性提取有效成分，再加入调节剂进行分步聚合，即形成铝铁共聚复合型凝聚剂。
二、工艺流程
高三化学二轮微专题突破：原料处理和反应条件选择【要点透析、提升训练】
高三化学二轮微专题突破：原料处理和反应条件选择【要点透析、提升训练】 1 / 13
2021 年高三化学二轮微专题突破：
——原料处理与反响条件选择
【要点透析】
1．原料预处理的常用方法
方法 目 的
研磨 减小固体的颗粒直径，增大固体与液体或气体间的接触面积，
增大反响速率
水浸 与水接触反响或溶解
酸浸 与酸接触反响或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通
过过滤除去
碱浸 除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物
灼烧 除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼
烧就是为了除去可燃性杂质
煅烧 改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、
分解，如煅烧高岭土
2．反响条件的控制
反响条件 实验目的
加过量试剂 反响完全进行或增大转化率、产率等
控制溶液 ①抑制某离子水解 ( 或促进某离子水解 )
的 pH ②使某些金属离子形成氢氧化物沉淀
温度控制某范 (1) 控制反响速率或固体的溶解；
围 (2) 防止高温时会溶解、分解或挥发；
( 水浴或油浴 ) (3) 催化剂活性最好； 高三化学二轮微专题突破：原料处理和反应条件选择【要点透析、提升训练】 2 / 13
(4) 为了使某物质到达沸点挥发出来；
(5) 控制副反响发生；
(6) 控制化学反响的方向；
(7) 对于某些工艺，降温 ( 减压 ) 可以减少能源本钱，降低设备要求
控制压强 改变速率，使平衡向需要的方向移动
使用催化剂 加快反响速率，缩短到达平衡的时间
趁热过滤 防止某物质降温时会大量析出
洗去晶体外表的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程
冰水洗涤
中的溶解损耗
用特殊溶剂清 降低物质溶解度、有利于析出，减少损耗，提高利
洗 用率等
【提升训练】
1．以软锰矿 ( 主要成分为 MnO2、SiO2 等) 为原料制备高纯 MnO2的
流程如下：
(1) 酸浸时，通常参加 FeSO4 作催化剂加快反响速率。为提高酸浸速率，还可以采取的措施有 ________________(写一种 ) 。
粉煤灰综合利用
粉煤灰综合利用
火力发电厂排放的粉煤灰是当今社会最大的污染源之一。粉煤灰是一种固体废弃物,同时也是一种可利用的资源,用则为宝,弃则为害,所以实施粉煤灰综合利用不仅是国家资源综合利用的重要组成部分,并且是电力生产可持续发展的必由之路。粉煤灰的综合利用的途径主要是用于回填,筑路筑坝,建材砖瓦,水泥混粘土,砂浆粉,提取有用元素等。只用于这些方面还远远不够,所以粉煤灰综合利用亟待寻求新途径,扩大用灰面,提高利用率。
一、粉煤灰的化学组成
燃料煤由有机物及无机物共同组成。有机物主要成分为碳、氢及氧；无机物主要成分为高岭石、方解石和黄铁矿。无机物经燃烧后成灰渣，其主要成分为硅、铝、铁氧化物及一定量的钙、镁、硫氧化物。粉煤灰的元素组成为（质量分数）：O 47.83，Si 11.48～ 31.14，Al 6.40～22.91 ，Fe 1.90～18.51， Ca 0.30～25.21， K 0.22～3.10，Mg 0.05～1.92，Ti 0.40～1.80， S 0.03～4.75，Na 0.05～1.40， P 0.00～0.90，Cl 0.00～0.12，其他 0.50～29.12。
二、粉煤灰的物理化学特性
粉煤灰是从发电厂等煤燃烧的烟气中收集下来的细灰，是一种大小不等，形状不规则的粒状体，一般为银灰色和灰色，颜色较黑的粉煤灰含碳量较高，粗颗粒所占的比例较大。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[3]。粉煤灰的物理性质见表1。
表1
粉煤灰的物理性质
性 质 测 值
密度（kg/m3） 1200--1700
堆积面积kg/m3） 550--1000
密实度 0.5—0.8
比表面积（cm2/g） 1600--3500
含水量（%） 〈5
粉煤灰中SiO2、Al2O3、Fe2O3 3种成分占70%以上，CaO和MgO量较小，CaO和MgO的含量随原煤的组成和产出时代不同而变化，一般在0.2%～10%之间变动。粉煤灰主要由非晶态玻璃相构成，其中石英为主要结晶相。粉煤灰中矿物状态的构成比率受炭质和燃烧冷却
KOH低温焙烧钾长石提取SiO2
第
２９卷
第
４期
２０２０年
８月矿
冶
ＭＩＮＩＮＧ＆ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹＶｏｌ．２９，
Ｎｏ．４
Ａｕｇｕｓｔ ２０２０
犱狅犻：
１０３９６９／
犼犻狊狊狀１００５７８５４２０２００４０１８
ＫＯＨ低温焙烧钾长石提取
ＳｉＯ
２
刘佳囡
１
赵旭
１
翟玉春
２
（
１．渤海大学化学与材料工程学院，辽宁锦州
１２１０１３；
２．东北大学冶金学院，沈阳
１１０８１９）
摘
要：
以钾长石为原料，氢氧化钾为助熔剂，采用焙烧法破坏钾长石结构，使矿石中的不溶性硅转化成可溶性硅。采用水
溶工艺溶出焙烧熟料中的硅。研究了工艺参数即焙烧温度、焙烧时间和碱矿比对
ＳｉＯ
２溶出率的影响。结果表明，碱矿比对
ＳｉＯ
２
的溶出率影响最大，并得到最佳焙烧条件为：焙烧温度
５００℃、焙烧时间
２．５ｈ、碱矿比
２．５。在此条件下，
ＳｉＯ
２的溶出率可高
达
９９．５％。
关键词：
钾长石；
ＫＯＨ；焙烧；二氧化硅溶出
中图分类号：
ＴＦ１１１．３１ 文献标志码：
Ａ 文章编号：
１００５７８５４（
２０２０）
０４００９５０４
犈狓狋狉犪犮狋犻狅狀狅犳犛犻犗
２犳狉狅犿
狆狅狋犪狊犺犳犲犾犱狊
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狔狉狅犪狊狋犻狀
犵
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狆犲狉犪狋狌狉犲
ＬＩＵＪｉａｎａｎ１
ＺＨＡＯＸｕ１
ＺＨＡＩＹｕｃｈｕｎ２
（
１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，
ＢｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
Ｊｉｎｚｈｏｕ１２１０１３，
Ｌｉａｏｎｉｎｇ，
Ｃｈｉｎａ；
２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ，
ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８１９，
Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：
Ｕｓｉｎｇｐｏｔａｓｈｆｅｌｄｓｐａｒａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｐｏｔａｓｓｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅａｓａｓｓｉｓｔａｎｔ，
ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ
ｐｏｔａｓｈｆｅｌｄｓｐａｒｗａｓｄｅｓｔｒｏｙｅｄｂｙｒｏａｓｔｉｎｇ，
ａｎｄｔｈｅｉｎｓｏｌｕｂｌｅｓｉｌｉｃｏｎｉｎｐｏｔａｓｈｆｅｌｄｓｐａｒｗａｓｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ
粉煤灰微珠的提取方法
粉煤灰微珠的提取方法
粉煤灰是一种由煤炭燃烧后产生的细微颗粒物，其中含有大量的微珠成分。粉煤灰微珠具有很高的应用价值，可以用于建筑材料、橡胶、塑料等领域。本文将详细介绍粉煤灰微珠的提取方法，以供大家参考。
一、物理分离法
1.筛分法：通过不同孔径的筛网对粉煤灰进行筛分，将微珠与其它粗大颗粒分离开。该方法操作简单，但分离效果受到筛网孔径和筛分时间的限制。
2.气浮法：利用微珠与粉煤灰中其它颗粒密度差异，通过调整悬浮液的密度，使微珠上浮至液面，从而实现分离。气浮法具有较好的分离效果，但设备成本较高。
3.离心分离法：利用离心力将微珠与粉煤灰中其它颗粒分离。该方法分离效果较好，但设备成本和能耗较高。
二、化学提取法
1.酸碱法：将粉煤灰与酸或碱溶液混合，通过化学反应溶解微珠中的硅酸盐等成分，从而实现微珠的提取。该方法对设备要求较高，且可能产生环境污染。
2.碱熔法：将粉煤灰与碱性物质混合，高温熔融后，通过水淬等方法使微珠与其它成分分离。该方法提取效果较好，但能耗较高，且对设备要求严格。
三、生物法
生物法是利用微生物或植物对粉煤灰中的微珠进行吸附、转化，从而实现提取。该方法具有环保、可持续等优点，但目前尚处于研究阶段，尚未大规模应用。
四、联合提取法
在实际应用中，单一提取方法往往难以达到理想的提取效果。因此，可以采用物理、化学、生物等多种方法联合提取，以提高微珠的提取效率。
总结：粉煤灰微珠的提取方法有多种，包括物理分离法、化学提取法、生物法等。在实际应用中，可以根据粉煤灰的成分、性质以及实际需求，选择合适的提取方法。同时，联合提取法可以提高微珠的提取效率，具有较好的应用前景。
一种粉煤灰中生产氧化铝的新技术
一种粉煤灰中生产氧化铝的新技术
梁奇雄
【摘 要】本文介绍了粉煤灰目前的利用情况,指出了提取氧化铝的生产价值和发展前景,比较了国内外常用的粉煤灰生产氧化铝的方法,提出了一种利用粉煤灰预脱硅碱石灰烧结法生产氧化铝的方法,其独特的工艺路线为粉煤灰与碱液混匀后在高温高压下进行脱硅,使脱硅后的粉煤灰A/S提高到与低硅铝土矿A/S相近的范围,然后采用传统的烧结法工艺处理粉煤灰提取氧化铝,工艺过程科学,使得提取出的氧化铝纯度更高.如果该方法能够被广泛应用,不仅可使粉煤灰变废为宝,而且可减轻国家对铝的进口依赖.
【期刊名称】《石油化工应用》
【年(卷),期】2014(033)010
【总页数】5页(P121-125)
【关键词】氧化铝;粉煤灰;碱法;预脱硅
【作 者】梁奇雄
【作者单位】内蒙古化工职业学院化学工程系,内蒙古呼和浩特010070
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ133.1
粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是目前燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤 灰 的 主 要 氧 化 物 组 成 为：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2 等。粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，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[1-8]。每年储存粉煤灰需要占用大量的耕地和消耗巨额资金，目前全国平均粉煤灰综合利用率约27 %，所以开发利用粉煤灰是功在当代利在千秋的事情。目前我国主要将粉煤灰用作筑路材料、掺烧粘土砖、掺入混凝土、掺灰生产水泥、生产氧化铝，目前国内提取氧化铝的研究较多，大多数仍处于实验室阶段，国外虽有先例，但因为单位产品熟料量大，能耗高及其他因素，收效甚微，因此，本文提出了一种粉煤灰的预脱硅碱石灰烧结法生产氧化铝。
1 传统粉煤灰生产氧化铝的方法
从煤矸石中提取氧化铝和二氧化硅的新工艺
从煤矸石中提取氧化铝和二氧化硅的新工艺
刘成长
【摘 要】通过对利用煤矸石提取氧化铝和二氧化硅工艺过程的研究,提出了解决"煤矸石-纯碱"烧结过程中产生的铝硅酸钠问题的技术方案,揭示了"C-JSTK"技术处理煤矸石的反应历程及提高氧化铝和二氧化硅提取率、降低碱损失率的影响因素,分析了废气、废液循环利用和废热分级利用的可能性,实现了资源的合理利用,达到了清洁生产的目的.
【期刊名称】《煤炭加工与综合利用》
【年(卷),期】2009(000)001
【总页数】4页(P49-52)
【关键词】煤矸石;氧化铝;二氧化硅;综合利用;清洁生产
【作 者】刘成长
【作者单位】江苏省镇江市东岳巷马家山,江苏,镇江212004
【正文语种】中 文
【中图分类】TD849.5
煤矸石是煤炭开采、洗选过程中的废弃物。目前，我国的煤矸石堆积总量已超过40亿t，而且还以每年约 3～5亿t的速度增加。大量堆积的煤矸石，不仅污染水质和大气，还占用了越来越多的耕地，构成对生态和环境的双重破坏。几十年来，国内外在煤矸石治理和资源化利用方面取得了令人瞩目的成就。但是，在煤矸石利用的过程中，普遍存在着资源利用率低、附加值低、经济效益不明显等问题，有时还存在严重的二次污染，制约了煤矸石综合利用工艺和技术的发展。
从化学组成看，煤矸石的主要成分是以铝硅酸盐为主的铝矿资源，其中含有丰富的Al、Si等元素。根据国内各地煤矸石的化学分析结果，煤矸石中Al2O3含量在15%～45%，SiO2含量在40%～65%，两种组分合计约占煤矸石总量的70%～98%。按Al2O3平均含量25%计算，全国已经堆积的煤矸石中净含有的Al2O3总量已经达到10亿t，每年新开采出的煤矸石中又含有近1亿t Al2O3。
从煤矸石中提取Al2O3和SiO2的最大技术难题是在提取、转化过程中Na2O·Al2O3·2SiO2的生成与处理。这也是全球氧化铝工业中用高硅含量的铝矿作原料提取Al2O3时一直没能解决的技术难题。运用纯碱—碱融、水解、碳化、苛化(以下简称C—JSTK)技术，能够彻底解决该问题。
粉煤灰中主要元素的浸出与提取技术
粉煤灰中主要元素的浸出与提取技术∗
张权笠;梁杰;蒲伟;雷泽明
【摘 要】全球每年由于燃煤发电产生的粉煤灰为750 Mt,但是利用率低于50%。大量的粉煤灰堆积在储灰场中,对生态环境造成极大的危害,同时对土地资源也造成极大的浪费。本文综述了一些粉煤灰中主要的元素的浸出与提取技术。同时也阐述了元素浸出的基础因素。灰中大多数元素的流动性对pH值非常敏感。其中铝元素在粉煤灰中含量非常丰富,当pH<4和pH=9~11时,溶解度急剧增大。目前,国内粉煤灰提取铝主要是酸浸法和碱浸法。对硅、铁元素的浸出行为以及国内常用的提取技术进行了阐述；对钙、镁、钛、钾、钠、硫几种元素的浸出行为也进行了探讨。现今,粉煤灰的精细化利用已经逐渐成为主流的发展方向。%Coal-based power
generation produces over 750 Mt of coal ash per year globally, but under
50% of world production is utilised. Large amounts of fly ash are disposed
of in ash landfills, and can cause great harm to the ecological environment,
also cause great waste on land resources at the same time. The leaching
and extraction of the main element in the fly ash was reviewed. It also
presented the fundamentals of the elements leaching. The mobility of
most elements contained in ash was markedly pH sensitive. The content of
粉煤灰二氧化硅、氧化铁和氧化铝含量测定方法
1 昆山宝林新型建材检测有限公司
粉煤灰二氧化硅、氧化铁和氧化铝含量测定方法
试件编号 原始记录号
样品名称 环境条件
样品描述 检测日期
仪器设备及编号 检测依据
Fe2O3含量
试验次数 试料的质量（g） 每毫克EDTA标准溶液相当于Fe2O3的浓度（mg/mL） 消耗EDTA标准溶液的体积（mL） Fe2O3的含量（%）
1
2
Al2O3含量
试验次数 样品质量（g） 每毫升EDTA标准溶液相当于 Al2O3的毫克数（mg/mL） 消耗EDTA标准溶液的体积（mL） Al2O3的含量（%）
1
2
SiO2含量
胶凝性SiO2含量
试验次数 试料的质量（g） 灼烧后未经氢氟酸处理的沉淀及坩埚质量（g） 用氢氟酸处理
并经灼烧后的残渣及坩埚的质量（g） 胶凝性SiO2含量（%）
1
2
可溶性SiO2含量
试验次数 试料的质量（g） 100mL溶液中所含的二氧化硅的质量（mg） 可溶性SiO2含量(%)
1
2
Fe2O3含量+ Al2O3含量+ SiO2含量(%)
备注：
粉煤灰活化方法总结(文献名)
粉煤灰活化方法总结
（1）添加碳酸钠和氢氧化钠助剂，在700℃煅烧2h，随后酸浸，可以显著提高其中氧化铝和氧化铁的溶出率，可达到95%的高溶出率。【粉煤灰活化提取铝铁的研究】
（2）酸激发：粉煤灰活性的酸激发是指用强酸与粉煤灰混合进行预处理，然后陈放一段时间，通过强酸对粉煤灰颗粒表面的腐蚀作用，形成新的表面和活性点。酸激发的实质是破坏粉体的表面结构，以达到加快早期反应的目的，常用的强酸有硫酸、盐酸和硝酸，其中硫酸的激发效果最好。碱激发：粉煤灰活性的碱激发主要是增加浆体的OH-浓度，促使Si-0、A1-0键的断裂,提高粉煤灰的早期反应速率。【粉煤灰活性的激发及其机理研究】
（3）焙烧温度380℃，焙烧时间1h，硫酸铵/粉煤灰质量比4:1，铝的浸出率可达92.65%；焙烧温度900℃，焙烧时间1h，碳酸钠/粉煤灰质量比1：1，在此条件下，铝浸出率可达92.23%。【高铝粉煤灰硫酸铵与碳酸钠焙烧活化对比研究】
（4）当粉煤灰与碳酸钠的质量比为1：0.8，在850℃煅烧2h，在硫酸质量分数为25%，液、固比为５，酸浸温度为98℃，酸浸时间为2h时，粉煤灰中氧化铝的浸出率最高，可达94%。【碳酸钠助熔粉煤灰提取Al2O3的研究】
（5）将烘干的粉煤灰（原灰）与一定浓度的硫酸按比例加入到自制高压釜中，于烘箱内于烘箱内加热浸出浸出结束，反应器冷却至50℃以下。再用4倍硫酸溶液体积的热水过滤。结果表明：浸出温度和时间对Al2O3浸出率影响较大，硫酸浓度影响较小；在浸出温度180℃、浸出时间5h、液固体积质量比5：1、硫酸初始浓度3.7mol／L条件下，Al2O3浸出率达94.16％，Fe2O3浸出率为95.1％，其他杂质浸出率都较低。【用硫酸从粉煤灰中直接浸出氧化铝】
（6）硫酸氢铵煅烧法：在400℃下，Al2O3:NH4HSO4=1:8混合比，进行煅烧1h，然后再酸溶。【Kinetics of SiO2 leaching from Al2O3 extracted slag of】