低模数水玻璃制备硅灰石试验研究

本文以贵州某中试厂生产的模数为1.02的水玻璃为原料,与消石灰水热法合成硅灰石.研究考察了反应时间、反应温度、搅拌速率对硅灰石制备的影响规律,在单因素实验的基础上通过正交试验,对合成工艺参数进行了优化,同时考察了回收碱浓度对制备硅灰石的影响.用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、粒度分析仪(Grain size analyzer)、白度仪(Whiteness meter)等手段对硅灰石的物相和微观形貌进行表征.试验结果表明:低模数水玻璃制备硅灰石最佳工艺条件为:反应温度为80℃、反应时间2.5h、搅拌速率为300 rpm,SiO2反应率可达99.31％,钙硅摩尔比为1.03,硅灰石产品可达到行业二级品要求.模拟实验最大回收碱浓度为237 g/L,该方法为煤矸石资源化综合利用提供了一种新途径.     

低温中和-加压酸浸提取煤矸石中铝铁

以贵州盘县煤矸石为研究对象,为解决其工业生产提取铝铁时酸耗量大、酸利用率低及后续铝铁产品分离困难等问题,根据其矿物组成特点,本文首次采用低温中和-加压酸浸工艺对铝铁提取进行了详细研究。室温下中和最优工艺条件为20%理论酸耗、浸出时间120min、液固比3∶1（硫酸溶液与固体的质量比,以g/g计）;以中和渣为原料,煤矸石理论酸耗为基础,加压酸浸最优工艺条件为浸出时间120min、浸出温度150℃、液固比3.5∶1（硫酸溶液与固体的质量比,以g/g计）。在此条件下,氧化铁浸出率为98.37%,氧化铝浸出率为95.77%,酸浸渣灰分中氧化硅质量分数为90.2%,氧化钛质量分数为9.18%。以最优工艺条件下的酸浸液循环中和新鲜煤矸石,得到的铝铁提取液中氧化铁浓度为57.95g/L,氧化铝浓度为62.20g/L。相比常规酸浸工艺具有酸耗低、酸利用率高等优点。借助X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）等分析手段,初步对两步溶出过程进行了机理分析,为煤矸石工业生产提取铝铁提供了新路线和理论支撑。     

煤矸石酸浸液初步脱铁的试验研究

以煤矸石在最优水平组合下得到的酸浸反应液为研究对象,分析其组分含量,结果表明:100g煤矸石酸浸得到的反应液中Al2O3、Fe2O3质量分别为29.82g、1.13g,其中铁含量不能满足工业用硫酸铝一级品要求。因此,本研究取100g煤矸石在酸浸条件最优的水平组合下反应得到的滤液,以煤矸石作为除铁物料进行初步脱铁,系统研究了反应温度、反应时间和煤矸石加量对脱铁的影响,以溶液中Fe2O3的最终含量为指标来考察各因素对除铁效果的影响,确定工艺条件。研究结果表明:反应温度为100℃、反应时间为4h,煤矸石加量为100g时,除铁率达到82.7%,此时溶液的铁含量达到了工业用硫酸铝一级品要求。研究成果具有较好的应用前景。     

微波技术在煤矸石资源化应用的研究进展

针对微波技术在煤矸石资源化领域的应用和研究现状进行了介绍,阐述了微波活化煤矸石、微波辅助提取煤矸石中有价资源以及微波辅助制取煤矸石基材料的研究现状,特别是煤矸石中含有大量有价元素可以进行资源化高效提取利用,因此对微波技术在煤矸石提取煤矸石中有价资源方面进行了重点调研,旨在引起广大科研人员利用微波技术对煤矸石进行资源化利用的重视。最后结合微波技术特点和微波辅助加工煤矸石应用过程中存在的实际问题,提出了需要解决的问题,并对微波技术在煤矸石资源化应用领域的发展前景进行了展望。     

磷石膏、钾长石制备硫酸钾的新工艺初探

在分析目前硫酸钾的主要生产工艺技术特点的基础上,提出了磷石膏、钾长石制备硫酸钾的新工艺构想,实验结果表明:在1200℃下焙烧,硫酸钙分解率达85.56％时,钾转化率可达92.17％,继续升高温度,二者没明显变化.焙烧温度低,易实现磷石膏分解率要求,同时生产硫酸钾和硫酸,更具工业化应用前景.     

煤矸石酸解制备氢氧化铝的实验研究

以煤矸石为原料,经机械活化、热活化、酸浸提铝,酸浸液利用Fe3+、Al3+水解pH值的差异分离铝铁,制备氢氧化铝。研究了煤矸石预处理条件、酸浓度、反应温度、时间和液固质量比等因素对煤矸石中铝溶出率的影响机理,确定了最佳工艺条件为:粒度80目,焙烧温度750℃,焙烧时间120min,浸取温度95℃,浸取时间4h,液固质量比3,硫酸质量分数40%。此条件下煤矸石中Al2O3的溶出率达到81.8%。     

磷渣基胶凝材料固化含砷废渣研究

首先研究了含砷废渣在不同pH值条件下砷毒性浸出特性,结果表明,其砷浸出均远超过国标5 mg/L要求,属危险废弃物.以磷渣为胶凝材料基体材料,在固定含砷废渣∶胶凝材料∶砂=0.3∶0.5∶0.2的配比下,通过单因素实验分别研究了石灰、矿物激发剂及外加剂水玻璃对固化的影响,结果表明,胶凝材料最佳配比为磷渣∶矿物激发剂∶石灰=78∶12∶10,水玻璃用量为4.5％,在此条件下,固化体28 d抗压强度高达26.35 MPa,砷浸出浓度1.86mg/L,在不同pH环境下砷浸出均能满足国标要求(＜5 mg/L).     

低值煤矸石酸浸物分离与纯化研究

以低值煤矸石为原料,98％硫酸作酸浸介质,采用微波加热方式提取煤矸石中酸溶物,经溶解制备酸浸液.利用煤矸石酸浸液中Fe2和Al3+、Ti4水解pH值的差异分离铝、铁、钛,制备氧化铝、氧化铁和二氧化钛产品.实验研究了煤矸石酸浸液初步分离的pH值、温度、时间对Al3+、Ti4+的水解率及铁损失的影响,并对分离液制备氧化铁红、铝钛混合物二次分离及铝、钛产品的制备工艺进行了研究,结果表明:水解最佳条件为pH =4.5、温度90℃、时间3h,水合二氧化钛洗涤pH值为1.5,此条件下获得了符合国家相关标准的氧化铝和氧化铁红产品,钛初产品二氧化钛含量达94.75％.     

高铁低铝煤矸石酸浸液铝铁分离研究

本文研究以高铁低铝煤矸石酸浸液为对象,根据铝、铁离子水解pH差异,提出了采用先还原Fe3+再进行分离的思路.研究用纯物质模拟酸浸液组成进行铝铁分离,再将结果用于实际溶液,结果表明:对Fe3+已还原的酸浸液,在90℃、pH =4.5时可制备氢氧化铝,过滤,在90℃下滤液通入空气制备水合氧化铁,产品经煅烧,制备的氧化铝产品纯度达到了国标GB/T24487-2009二级品要求,铁红性能指标超过了一级品要求,研究结果对拓展煤矸石资源化应用途径、提高煤矸石综合利用率具有重大意义.     

铝土矿选尾矿制备低温陶瓷泡沫材料工艺研究

本文研究出了用铝土矿选尾矿制备低温陶瓷泡沫材料工艺条件.探讨了尾矿活化条件、矿物组成、激发剂用量、水胶比、胶骨比的影响机理.分析了材料的矿物组成和微观结构.制备出了以尾矿为胶凝材料主原料、煤渣为骨料、铝粉为发泡剂的新型高强轻质泡沫复合材料.其抗压强度10.78 MPa、密度0.94 g/cm3、平均孔径2～5 mm.