碱法提高铝硅矿物的铝硅比

采用NaOH溶液时铝硅矿物进行预脱硅处理,测出溶渣中SiO2和Al1O3的含量,计算得出渣中的铝硅比.考察液固比、溶出温度、溶出时间、碱浓度等因素对铝硅矿物溶出后渣中铝硅比的影响.实验表明,在液固比为40∶1、温度95℃、溶出时间3 h、40%碱浓度条件下,矿物的脱硅率可达55%以上.预脱硅后渣中铝硅比由0.89提高到...     

高铝粉煤灰铝硅化合物在稀碱溶液中的浸出行为

研究了循环流化床锅炉高铝粉煤灰中铝和硅在NaOH稀溶液中的浸出行为,在对高铝粉煤灰的组成、物相等物化性质研究的基础上,考察了碱浓度、反应温度和反应时间等工艺参数对粉煤灰中铝硅反应性能的影响. 结果表明,粉煤灰为大小不一的不规则颗粒,疏松多孔,具有较高的反应活性;在温和条件下,碱溶液中铝硅溶出规律存在较大差异,在95℃、碱浓度为150 g/L、反应90 min时二者差异最大,SiO2溶出率可达23.15%,而Al2O3的溶出率仅为1.68%,粉煤灰的铝硅比可由0.78提高到0.99.     

高铝粉煤灰合成刚玉莫来石抛光材料的实验研究

采用高铝粉煤灰合成抛光材料刚玉莫来石具有良好发展前景。通过对高铝粉煤灰进行酸碱预处理,提高高铝粉煤灰中的铝与硅的质量比,减少Al2O3的添加量,降低成本。通过对合成的刚玉莫来石进行烧失量以及XED、SEM和激光粒度分析,结果表明:合成温度升高,有利于莫来石相的形成;添加过量的Al2O3,刚玉莫来石相中刚玉相逐渐增加。     

粉煤灰预脱硅液动态水热合成硅酸钙晶须的影响因素

以分析纯试剂模拟粉煤灰预脱硅液,采用动态水热法合成硅酸钙晶须,研究了反应体系碱浓度、反应温度、反应时间、溶液中铝硅(Al2O3与SiO2)和钙硅(CaO与SiO2)质量比对产物物相组成及其形貌的影响. 结果表明,控制碱浓度80 g/L以下,反应温度220℃,反应时间6 h,铝硅质量比0.06以下,钙硅质量比0.9,可制备出纯度83%以上的硅酸钙晶须,晶须长度可达20 mm.     

高铝粉煤灰脱硅液与煤矸石制备13X分子筛的工艺研究

以13X分子筛的低成本制备与煤基固废协同利用为目标,利用煤矸石与高铝粉煤灰碱法提铝过程中副产的脱硅液为原料,通过水热反应制备了13X分子筛,实现了两种固废资源的协同利用.考察了水热反应体系水钠比、硅铝比、晶化温度、搅拌速率等因素对合成产物晶型和比表面积的影响规律.通过X射线衍射、红外光谱和扫描电镜等方法对产物结构和形貌的演化过程进行了表征分析.结果表明,在优化工艺为n(SiO2/Al2O3)=3.0,n(Na2O/SiO2)=1.9,n(H2O/Na2O)=60,室温下老化24 h,100 r·min-1下于95 ℃水热晶化8 h制备的13X分子筛比表面积为681.7 m2·g-1,相对结晶度94.59%.通过对水热反应过程分析,13X分子筛合成过程前期主要为煤矸石与脱硅液反应形成无定型凝胶,后期为凝胶相溶解和分子筛晶体的生长.     

亚熔盐法粉煤灰脱铝渣水热处理后碱含量的影响因素

以亚熔盐法处理粉煤灰的脱铝渣为原料,采用动态水热法分解脱碱,研究了不同A/S(Al2O3/SiO2质量比)、C/S(CaO/SiO2质量比)和不同脱铝溶出工艺对硅渣碱含量的影响. 结果表明,随脱铝渣A/S增加,碱含量先降低后升高,脱铝渣A/S为0.11,硅渣Na2O含量降至1.18%,适当的A/S有利于提高硅渣中含铝托贝莫来石的晶化程度;脱铝渣C/S为0.98,硅渣Na2O含量仅有1.31%,随脱铝渣C/S增加,硅渣碱含量增加,C/S过高会降低硅酸钠钙(NaCaHSiO4)的分解率,不利于生成含铝托贝莫来石相;溶出时间和停留时间较长的脱铝渣在脱碱过程中不易生成含铝托贝莫来石.     

假白榴正长岩提钾滤渣硅铝分离的研究

假白榴正长岩提钾滤渣中的主要物相为沸石Na6[AlSiO4]6.4H2O,富含氧化铝和氧化硅。采用高压水化学法,按CaO/SiO2=1.0(摩尔比)加入Ca(OH)2进行碱热浸取可实现滤渣中的硅铝分离。实验得出的优化条件为:反应温度280℃,反应时间30 min,碱的加入量为每处理100 g提钾滤渣需NaOH200 g。氧化铝的溶出率大于88%,碱浸滤液为高苛性比铝酸钠溶液,可用于制取氢氧化铝和氧化铝产品。该工艺在综合利用非水溶性钾矿的同时,为铝业生产提供了新资源。     

亚熔盐溶出一水硬铝石型铝土矿过程中赤泥的铝硅行为

对NaOH亚熔盐溶出一水硬铝石型铝土矿过程中赤泥的Al, Si行为进行了研究,通过实验研究了溶出过程的反应温度、碱矿比、添加CaO等主要因素对赤泥成分和物相结构的影响. 结果表明,在相同碱矿比下,温度越高越有利于Al2O3的溶出. 在碱矿比为2、反应温度为180℃、反应时间为2 h的条件下,一水硬铝石完全溶出,赤泥中硅主要以Na8Al6Si6O24(OH)2(H2O)2和Na9Al9Si15O48(H2O)27的钠铝硅酸盐形式存在. 亚熔盐溶出过程中添加CaO并不能抑制Si进入溶出液中,甚至会降低Al2O3的溶出率. 但添加CaO可以减少碱的损耗,适于处理中等品位的铝土矿.     

碳酸钠焙烧铝系钒铁炉渣共提取钒与铝

通过对铝系钒铁炉渣碳酸钠焙烧-水浸全过程的矿物分析、热力学计算及对比实验,研究了炉渣中钒、铝同步转化、溶出的机理与规律. 结果显示,焙烧进程中渣中镁铝尖晶石MgO×Al2O3相、CaO×2Al2O3相逐渐消失,MgO相生成,并生成碱熔相Na2O×Al2O3和钒酸盐. 随焙烧温度及时间增加,Na2O×Al2O3和钒酸盐相明显增多,钒、铝溶出率增加. 焙烧熟料经水浸后,液相呈碱性,钒、铝分别以可溶性钒酸钠和铝酸钠的形式进入水相,固相残留物为少量未反应的镁铝尖晶石及新生成的MgO和Ca(OH)2. 在磨矿粒度<75 mm、配碱系数1.0、焙烧温度1000℃及焙烧时间4 h的优化条件下,钒的溶出率可达90%,铝的溶出率可达75%.     

高铝粉煤灰伴生资源清洁循环利用技术的构建与研究进展

我国富含硅锂镓的高铝粉煤灰年排放量高达3 000万t以上,但综合利用率不到30%,是西北大型煤电能源基地重大环境生态瓶颈问题。为实现高铝粉煤灰的大规模高值化利用,提出机械-化学协同活化新思路,开展了高铝粉煤灰协同活化-深度脱硅工艺研究,实现了非晶态二氧化硅的深度分离,进一步提出了脱硅粉煤灰矿相重构制备铝硅系列材料、脱硅粉煤灰两步碱溶提取氧化铝2条技术路线。结果表明,高铝粉煤灰深度脱硅后,铝硅比由1.75提高至2.75以上;1 600℃烧结后,莫来石相含量达到88.33%,产品指标达到行业优级标准;脱硅粉煤灰经过两步水热反应,氧化铝提取率达到94.9%,实现锂、镓伴生资源协同利用,将氧化铝行业拜耳法主流工艺用于高铝粉煤灰提取氧化铝的过程;在此基础上构建了多产业链接循环经济体系,为高铝粉煤灰大规模高值化利用提供了新途径。     

粉煤灰提铝渣制备δ-层状硅酸钠及其性能研究

以粉煤灰预脱硅-碳酸钠活化-酸浸提铝过程副产的提铝渣(含预脱硅液和酸浸渣)为原料,将酸浸渣溶于预脱硅液中进行硅钠比[n(SiO2)/n(Na2O)]调控,然后蒸发浓缩、高温煅烧,制备了高性能、高δ型含量的层状硅酸钠。通过X射线衍射、固体核磁共振、拉曼光谱、扫描电镜和透射电镜等对产物的结构和形貌进行了表征,通过Rietveld方法对产品的物相组成进行了定量分析。考察了硅钠比、煅烧温度、煅烧时间对产物晶型和钙镁离子交换能力的影响。结果表明:在硅钠比为2.02、煅烧温度为720℃、煅烧时间为120 min条件下,可以制备出晶相中δ型含量高达92%(质量分数)的层状硅酸钠,其钙镁离子交换能力分别为358、430 mg/g,优于GB/T 19421—2008《层状结晶二硅酸钠试验方法》的规定值。该研究实现了粉煤灰提铝工艺中废液和废渣的协同利用,提高了粉煤灰的综合利用率。     

高铝粉煤灰碳酸钠焙烧与酸浸提铝的动力学

以内蒙古高铝粉煤灰(Al2O3/SiO2质量比1.24)为原料,采用Na2CO3焙烧活化-盐酸浸取法提铝,考察了焙烧温度、时间和碳酸钠/粉煤灰质量比的影响,对焙烧活化及酸浸提铝动力学进行研究,分析了提铝机理. 结果表明,高温活化条件下,粉煤灰中的莫来石及SiO2与Na2CO3反应生成NaAlSiO4, Al2O3和Na2SiO3,酸浸后铝浸出率超过94.99%;活化过程符合Crank-Ginstling-Braunshtein模型,表观活化能为117.06 kJ/mol,活化反应受固膜扩散控制.     

高铝粉煤灰碱溶脱硅过程反应机理

采用多种检测技术分析了高铝粉煤灰中主要矿物组成和含量,并结合热力学稳定性分析,考察了反应时间与反应温度对碱溶脱硅反应前后高铝粉煤灰的物相、形貌和表面化学成分的影响,并分析了反应机理.结果表明,高铝粉煤灰中A12O3,SiO2及Ga含量分别高达42.20%,42.28%和0.0062%,且非晶态SiO2占总SiO2一半以...     

亚熔盐分解钾长石矿样中钾铝硅的分离

采用KOH亚熔盐法常压低温分解河北钾长石矿粉,回收过量碱后,用硫酸溶解固渣,得含高浓度钾、铝、硅的母液;采用溶胶?凝胶法和分步醇析法从母液中制备硅凝胶、钾明矾和硫酸钾,钾明矾热解制备氧化铝. 结果表明,钾长石矿中各组分含量分别为K2O 13.13wt%,Al2O3 16.66wt%,SiO2 58.28wt%. 在H+浓度3.80 mol/L及95℃条件下母液易形成硅凝胶,脱硅率达98%以上,SiO2含量大于99.0%,比表面积大于700 m2/g,孔容约为1.0 cm3/g,孔径为5?6 nm;对脱硅母液分步醇析,在25℃、醇料体积比为1时,优先析出钾明矾,铝析出率达98%,降温至5℃并增大醇料体积比至2,可从母液中结晶析出硫酸钾,钾回收率达89%.     

高铝煤矸石铝硅分级提取实验研究

分级研究了热活化条件下高铝煤矸石在盐酸和氢氧化钠溶液中的铝硅溶出行为。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和比表面积测定仪（BET）对煤矸石试样做了表征分析。通过正交实验分析了反应温度、反应时间、初始酸碱浓度和固液比对热活化处理后高铝煤矸石中Al2O3和酸浸渣SiO2溶出率的影响。结果表明：酸浸溶出Al2O3反应过程中,固液质量比和酸浸时间对溶出率的影响最为显著,酸浸过程的最优工艺条件：初始盐酸质量分数为20%、酸浸温度为90 ℃、酸浸时间为2.5 h、固液质量比为1∶6,在此条件下,Al2O3的浸取率达82.95%;强碱溶解酸浸渣溶出SiO2反应过程最优工艺条件：碱溶温度为95 ℃、碱溶时间为2.0 h、NaOH质量分数为20%、固液质量比为1∶10,在此条件下SiO2溶出率为69.74%,碱溶温度和碱液浓度对溶出率的影响最为显著。     

NaOH亚熔盐法处理拜尔法赤泥的铝硅行为

针对拜尔法赤泥铝/硅比偏高的问题,对NaOH亚熔盐法处理拜耳法赤泥过程中的Al, Si行为进行了研究. 考察了溶出温度、碱/泥比、添加CaO等主要因素对终赤泥化学成分和物相结构的影响. 结果表明,溶出温度高、碱/泥比大有利于Al2O3的回收,相应的终赤泥的铝/硅比较低. 在碱/泥比6、溶出温度230℃、时间2 h的条件下,氧化铝回收率可达79.22%,终赤泥的铝/硅比可降到0.39,终赤泥中的硅主要以NaCaHSiO4和Ca3(Fe0.87Al0.13)2(SiO4)1.65(OH)5.4形式存在. 在处理CaO/SiO2>1.2的拜尔法赤泥时继续添加CaO并不能继续提高Al2O3的回收率.     

碱法回收铝硅酸盐废渣中氧化铝的研究进展

在综述我国Al2O3行业及主要铝硅酸盐废渣的产生、排放现状的基础上,分析了Al2O3的回收价值及必要性. Si是碱法回收Al2O3过程中的主要杂质,铝硅酸盐废渣中Al2O3/SiO2质量比(A/S)约为1. 针对低A/S原料,分析了碱法工艺的基本原理,并介绍了4种基于拜耳法的改进方法：水热法、高压水化学/亚熔盐法、烧结法和预脱硅法,前两种通过改进溶出过程的反应条件,改变平衡相区,分别以含Fe相替换的水化钙石榴石和硅酸钠钙为平衡固相,降低平衡固相中的A/S;烧结法和预脱硅法在溶出前进行前处理,将Si固化、溶解脱除无定型SiO2,提高进料的A/S. 与拜耳法相比,4种碱法工艺均有效提高了Al与Si的分离效率. 比较了4种碱法工艺的Al2O3回收效果、适用范围及工业应用情况. 最后指出溶出过程中引入新物质,创造新的溶出体系,是碱法回收Al2O3工艺下一步的研究方向.     

高铝粉煤灰脱硅反应的研究

采用一定浓度的氢氧化钠溶液与高铝粉煤灰中可溶性二氧化硅进行反应,考察苛碱浓度、反应温度、反应时间、浆液固含条件对脱硅反应的影响。结果表明,脱硅反应的优化条件为苛碱浓度150g.L-1,温度120℃,反应时间30min,固含量350g.L-1,脱硅粉煤灰铝硅比由1.20提高到1.80以上。     

粉煤灰提铝硅渣碱溶脱硅反应及其动力学

以内蒙古某酸法粉煤灰提铝硅渣为对象,研究了其在NaOH溶液中的非晶态SiO₂的脱硅行为,通过脱硅反应中脱硅率随时间的变化,研究搅拌速度、反应温度、NaOH溶液浓度对脱硅率的影响。通过拟合实验数据,确定脱硅反应的动力学规律和宏观动力学方程,并计算相应的表观活化能。结果表明:搅拌速度对脱硅率影响较小,提高反应温度和NaOH浓度可以大幅提高脱硅率,提铝硅渣在NaOH溶液中的脱硅反应受化学反应控制且符合Avrami方程,脱硅反应的表观活化能为82.086 kJ/mol。     

高硅铝比钾离子筛的合成及其对K+的交换性能

以NaA1O2、水玻璃为原料,KOH为碱源,利用水热法合成了高硅铝比钾离子筛.考察了硅铝比、碱度、模板剂、晶化温度和晶化时间对钾离子筛晶相结构、产率和交换容量的影响,通过X射线衍射、化学组成分析、扫描电镜、热重差热分析、Fourier红外光谱对样品进行了表征.结果表明:以四丁基溴化铵为模板剂,物质的量比为6.68K2O:19.3SiO2:1Al2O3:624H2O,120℃条件下合成12 h,获得的高硅铝比钾离子筛为钾型钙十字沸石,化学组成为Si21Al5.1K2.4Na2O55·8H2O;离子筛对纯钾溶液和海水中钾离子的交换量分别达123·22 mg/g和56.96 mg/g,对K+/Na+的选择性系数为95.46,可用于从海水中选择性分离钾盐.