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技術(shù)論文

淮南粉煤灰活化脫雜制取硅鈦氧化鋁的研究
發(fā)布時間: 2016-04-27 10:59 查看: 1903次
隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展,我國粉煤灰的排放量與日俱增,對環(huán)境影響嚴重,且高附加值利用嚴重不足。粉煤灰中含有鋁、硅、鈦等元素,可作為生產(chǎn)鋁硅鈦合金的原料,但粉煤灰中的鐵元素會降低合金性能,需要對其進行活化脫雜。本文研究了粉煤灰的活化工藝和脫雜工藝,得到了基本符合電解要求的硅鈦氧化鋁。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
以淮南田家庵電廠粉煤灰為研究對象,利用化學分析、SEM、XRD等手段研究了粉煤灰的理化性質(zhì)、礦物組成和微觀形貌。結(jié)果表明,粉煤灰以玻璃相物質(zhì)為主,結(jié)晶物質(zhì)以石英、莫來石為主,并含有少量的硅線石等,鐵主要以赤鐵礦的形式存在。顆粒形貌主要為玻璃微珠、碳粒等。
采用機械粉磨法對粉煤灰進行物理活化,與NaOH溶液反應(yīng)進行化學活化以提高粉煤灰的鋁硅比。經(jīng)物理活化后,粉煤灰顆粒粒徑減小,比表面積增加,玻璃相包裹層破裂。研究了化學活化工藝條件對提高粉煤灰鋁硅比的影響,在NaOH濃度為25%、體積為140mL,反應(yīng)溫度為90℃、反應(yīng)時間為2.5h的條件下,鋁硅比最高為1.49,活化效果最好。經(jīng)過物理化學活化,粉煤灰中玻璃相的含量極少。從微觀形貌可以看出:表面光滑的玻璃相層已基本被腐蝕掉了,露出了被玻璃相包裹的其它礦物相。
采用混酸(硫酸與草酸)對粉煤灰進行脫雜研究。研究了工藝條件對提高粉煤灰脫鐵率的影響,在草酸濃度分別為65g/L、硫酸濃度為0.50mol/L、混酸溶液體積分別為120mL、浸取溫度為80℃、浸取時間為3h的實驗條件下,脫鐵率最高為69.57%。經(jīng)過物理活化和脫鐵的粉煤灰其礦物組成和微觀形貌變化不大,其中被玻璃相包裹的雜質(zhì)仍舊無法脫除,需要進一步活化。而經(jīng)過復合活化的粉煤灰的脫鐵率比經(jīng)物理活化后的提高了9.74%,可達到79.71%。以活化脫雜的粉煤灰配入適量的Al2O3和TiO2為原料,經(jīng)電解驗證試驗證明,脫雜復配后的硅鈦氧化鋁可以作為生產(chǎn)鋁硅鈦合金的原料。
關(guān)鍵詞:粉煤灰 硅鈦氧化鋁 活化工藝 脫雜工藝
以淮南田家庵電廠粉煤灰為研究對象,利用化學分析、SEM、XRD等手段研究了粉煤灰的理化性質(zhì)、礦物組成和微觀形貌。結(jié)果表明,粉煤灰以玻璃相物質(zhì)為主,結(jié)晶物質(zhì)以石英、莫來石為主,并含有少量的硅線石等,鐵主要以赤鐵礦的形式存在。顆粒形貌主要為玻璃微珠、碳粒等。
采用機械粉磨法對粉煤灰進行物理活化,與NaOH溶液反應(yīng)進行化學活化以提高粉煤灰的鋁硅比。經(jīng)物理活化后,粉煤灰顆粒粒徑減小,比表面積增加,玻璃相包裹層破裂。研究了化學活化工藝條件對提高粉煤灰鋁硅比的影響,在NaOH濃度為25%、體積為140mL,反應(yīng)溫度為90℃、反應(yīng)時間為2.5h的條件下,鋁硅比最高為1.49,活化效果最好。經(jīng)過物理化學活化,粉煤灰中玻璃相的含量極少。從微觀形貌可以看出:表面光滑的玻璃相層已基本被腐蝕掉了,露出了被玻璃相包裹的其它礦物相。
采用混酸(硫酸與草酸)對粉煤灰進行脫雜研究。研究了工藝條件對提高粉煤灰脫鐵率的影響,在草酸濃度分別為65g/L、硫酸濃度為0.50mol/L、混酸溶液體積分別為120mL、浸取溫度為80℃、浸取時間為3h的實驗條件下,脫鐵率最高為69.57%。經(jīng)過物理活化和脫鐵的粉煤灰其礦物組成和微觀形貌變化不大,其中被玻璃相包裹的雜質(zhì)仍舊無法脫除,需要進一步活化。而經(jīng)過復合活化的粉煤灰的脫鐵率比經(jīng)物理活化后的提高了9.74%,可達到79.71%。以活化脫雜的粉煤灰配入適量的Al2O3和TiO2為原料,經(jīng)電解驗證試驗證明,脫雜復配后的硅鈦氧化鋁可以作為生產(chǎn)鋁硅鈦合金的原料。
關(guān)鍵詞:粉煤灰 硅鈦氧化鋁 活化工藝 脫雜工藝
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