利用高铝粉煤灰制备堇青石微晶玻璃的实验研究

以高铝粉煤灰为主要原料，制备了堇青石微晶玻璃。通过差热分析（DTA）和X射线粉末衍射分析（XRD）确定了合适的热处理条件：核化温度807℃，核化时间2h，晶化温度960℃，晶化时间3h。XRD分析显示，制得微晶玻璃的主晶相为堇青石。SEM分析表明，基础玻璃晶化完全，微晶玻璃中微晶体呈不规则柱状、棒状，微晶体长度为5～15μm，长径比为5～10。     

高铝粉煤灰制备莫来石晶须的实验研究

以高铝粉煤灰、NH4Al(SO4)2.12H2O和NaH2PO4.2H2O等为原料,设计配方研究温度对莫来石晶须生长的影响。运用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段,对莫来石及晶须形成过程进行表征,结果表明:当Al2O3/SiO2摩尔比为0.32,烧结温度1 400℃,保温时间6 h,可获得直径为0.2 mm~0.5 mm,长径比为17~30的莫来石晶须。     

准格尔电厂高铝粉煤灰直接制备M50莫来石的实验研究

利用粉煤灰制备莫来石是粉煤灰高附加值资源化利用研究的一个重要方面,但由于普通粉煤灰中A12O3含量较低,使得制备过程中必须添加大量工业氧化铝,从而增加了合成成本.采用正交实验的方法,利用准格尔电厂高铝粉煤灰直接制备M50莫来石,并用阿基米德法测定莫来石样品的物理性能.经过XRD和SEM对制备的莫来石样品进行物相组成和显微结构研究,结果表明:利用高铝粉煤灰直接制备M50莫来石的物理性能可以满足<烧结莫来石>标准的质量要求.烧结样品其物相组成主要是莫来石和少量的玻璃相.影响烧结合成莫来石的主要因素是烧结温度,其次是恒温时间和试样的成型压力,高温下缩短恒温时间比低温下延长恒温时间有利于莫来石的形成,利用高铝粉煤灰直接制备MS0莫来石适宜的烧结温度为1400℃～1500℃,恒温时间以2h～3h为宜.     

NaF对高铝粉煤灰合成刚玉-莫来石材料的影响

采用XRD、SEM手段研究了NaF添加量和烧结温度对高铝粉煤灰合成刚玉-莫来石材料的性能、晶体结构和显微形态的影响。实验结果表明,NaF可以有效降低合成刚玉-莫来石材料的烧结温度,在1200℃、NaF添加量为2%时,生成的莫来石颗粒较细小,且均匀分布在玻璃相中,材料的综合性能良好,体积密度为3.08g/cm3,抗折强度为62.11 MPa,莫来石与刚玉的含量比约为2∶1;当NaF添加至4%时,莫来石发育为长柱状,长径比约6~10,并且相互交错成网状,但其含量减少,材料强度降低;NaF添加至8%时,莫来石相消失,材料主晶相为刚玉,同时生成较多的玉米状呈十字交叉形的钠长石晶簇。     

赤泥—粉煤灰微晶玻璃的制备研究

利用中州铝厂固体废弃物赤泥、粉煤灰、碱渣等为主要原料,讨论利用烧结法制备建筑装饰材料微晶玻璃的可能性。借助XRD、DTA、SEM等实验研究手段,对废渣微晶玻璃组成、主晶相确定、原料选定等问题进行研究。结果表明:玻璃组成为:w(SiO2)35%~40%、w(Al2O3)10%~18%、w(CaO)13%~23%、w(MgO)3%~4%、w(K2O Na2O)4%~9%,可合成价格低廉、性能优异的微晶玻璃。     

利用赤泥制备钙铝榴石微晶玻璃的实验研究

在1300℃下将赤泥和石英砂熔制成基础玻璃,经粉磨、筛选后,通过二次热处理工艺获得了以钙铝榴石为主晶相的微晶玻璃。采用XRD和SEM等研究赤泥和微晶玻璃后表明,赤泥主要由方解石和霰石等钙质成分组成;热处理温度对微晶玻璃性能和钙铝榴石晶体结构的影响较大。优化的制备条件为:核化900℃,1h,晶化1105℃,2h,该条件下所得的微晶玻璃晶相含量较高,晶体发育完整,性能良好,相应的体积密度为2.79g/cm3,显微硬度为6.52。     

利用高铝粉煤灰制备氢氧化铝的实验

以无水碳酸钠为助剂,分解高铝粉煤灰中的莫来石和铝硅酸盐玻璃相。经中温烧结、酸浸使硅铝分离,调节pH值为5～6纯化含铝滤液,通入CO₂气体酸化等工序,可制备氢氧化铝粉体。采用X射线粉末衍射、扫描电镜、化学分析方法对制品进行表征,结果表明：制备的氢氧化铝为球形颗粒,其粒径为200 nm左右,性能达到GB/T4294-1997的三级标准。实验所采用的工艺路线是高铝粉煤灰资源化高效利用的有效途径之一。     

高铝粉煤灰合成莫来石的SEM和XRD研究

以Al2O3含量为52.72%的高铝粉煤灰和工业氧化铝为原料,在1300～1500℃保温2～4h合成了平均含量超过70%的M50、M60和M70莫来石。用SEM和XRD研究了合成莫来石的显微结构和物相组成。结果表明,未经盐酸处理的粉煤灰比用盐酸处理过的粉煤灰合成的莫来石的晶体和长径比大;随粉煤灰中Al2O3含量的增高,合成的莫来石的晶体尺寸和长径比变小,合成莫来石的温度需相应提高至1500℃;恒温时间长短对合成莫来石的影响远小于烧结温度的影响,高温下缩短恒温时间比低温下延长恒温时间有利于莫来石的生成。以高铝粉煤灰为原料合成M50和M60莫来石较为适宜,Al2O3与SiO2的质量比应控制在1.5～2.0。     

利用高铝粉煤灰合成莫来石的实验研究

利用粉煤灰合成莫来石具有良好的工业发展前景,但由于普通粉煤灰中Al2O3含量较低使得合成莫来石时必须添加大量工业氧化铝,从而增加了合成成本.利用高铝粉煤灰直接制备M50莫来石以及高铝粉煤灰与少量工业氧化铝混合合成M60和M70莫来石,其物理性能可以达到我国<烧结莫来石>标准(YB/T5267-2005),这大大降低了合成成本.研究表明,用未处理过的高铝粉煤灰直接制备低牌号莫来石(M50)适宜的烧结温度为1400 ℃,用处理过的高铝粉煤灰或合成高牌号莫来石(M60、M70)适宜的烧结温度为1500 ℃;恒温时间对合成莫来石的影响远小于烧结温度,高温下缩短恒温时间比低温下延长恒温时间有利于莫来石的生成.     

高铝粉煤灰烧结反应热力学分析与实验

分别以碳酸钙和碳酸钠为助剂,对高铝粉煤灰在烧结过程中可能发生的化学反应进行研究。基于热力学计算结果,对比了两种工艺的能耗、物耗、温室气体排放量等因素,结合粉煤灰-碳酸钠烧结反应实验,证明以碳酸钠为配料,高铝粉煤灰烧结过程具有一次性资源消耗量少,能耗最低,温室气体CO2排放量最小,且可生产高附加值产品,实现完全清洁生产等优点。因此,选择以碳酸钠为配料分解高铝粉煤灰中的莫来石和铝硅酸盐玻璃相技术路线,具有良好的工业化应用前景。     

Synthesis of Mullite from High-alumina Fly Ash: a Case from the Jungar Power Plant in Inner Mongolia, Northern China

In this paper, an experimental study was conducted in order to test the feasibility of sintering mullite directly from the high-alumina fly ash, without adding any extra material. The results show that the mullite contents in most sintered samples are over 70%. The samples sintered from the beneficiated fly ash have a higher content of mullite than those from the as-received fly ash under the same synthetic conditions. To obtain an equal amount of mullite, a higher sintering temperature is needed for the beneficiated fly ash than for the as-received fly ash. Considering the physical properties of sintered mullite, the favorable sintering temperature is 1400℃ for the as-received fly ash and 1500℃ for the beneficiated fly ash. A higher sintering temperature and a shorter holding time are profitable to sintering mullite. The orthogonal test confirmed that the dominant factor affecting mullite synthesis is sintering temperature, and that the most profitable matching conditions are 200 MPa-1500℃-3 h for the as-received fly ash and 200 MPa-1500 ℃-4 h for the beneficiated fly ash.     

Na2O对高铝粉煤灰合成莫来石的影响

本文研究了Na2O添加量和烧结温度对粉煤灰合成莫来石材料性能、晶体结构和显微形貌的影响。结果表明,Na2O可较大辐度降低粉煤灰合成莫来石的温度。在1300℃,Na2O添加至2%时,生成的莫来石细小,含量较高,但试样强度不高;Na2O添至4%时,莫来石发育为长柱状,长径比约8～12,并且相互交错成网状,材料的机械强度较高,抗折强度为97.71MPa,莫来石相对含量为76.1%;Na2O添加至8%时,莫来石含量明显减少,晶形变为不规则状。在一定范围内,材料的体积密度、烧成线收缩率和抗折强度均随温度的升高而增大,莫来石含量也相应增多。     

利用粉煤灰制备多孔氧化硅的实验

利用相分离原理,以粉煤灰经硅铝分离后所得的硅酸凝胶为原料,选用聚乙烯醇为造孔剂,硝酸为催化剂,成功地制备了多孔氧化硅。实验结果表明:制备的多孔氧化硅的孔道发育良好,含有三级孔道。扫描电镜分析显示:大孔孔径为1～2 μm,比表面积为12.03 m²/g,这与实际应用的硅藻土助滤剂制品大致相当。对实验制品在啤酒液中的稳定性实验结果显示:多孔氧化硅制品在浸泡于啤酒过程中几乎没有Ca²⁺、Fe³⁺离子溶出,浸泡后的啤酒液的pH值基本不变。上述结果表明:实验制备的多孔氧化硅制品作为硅藻土助滤剂的替代品具有良好的实际应用前景。     

利用粉煤灰制备新型可承重轻质墙体材料的实验研究

以粉煤灰为主要原料,石灰、水玻璃、NaOH、石膏为辅料,经湿法球磨、坯体成型、蒸压养护（192℃,1．3MPa,9h）制备新型墙体材料。研究表明,制品的体积密度为1．14±0．02g／cm^3,导热系数约0．12W／（m·K）,饱水抗压强度达13．11～15．42MPa,含水率和吸水率分别为19．84±0．06％和44．42±0．23％。以制品的抗压强度为指标,得到优化配料组成为：粉煤灰73％,石灰12％,石膏3％,水玻璃10％,NaOH2％,固液质量比为2．0。XRD分析结果表明,制品中的结晶相主要为莫来石和托贝莫来石。制品抗压强度优于普通粘土砖MU10的标准要求,体积密度减小1／3,绝热性能明显改善,可作为实心粘土砖的良好替代材料。     

Geotechnical Properties of Low Calcium and High Calcium Fly Ash

In this paper, a comparative study has been made for physical and engineering properties of low calcium and high calcium Indian fly ash. The grain size distribution of fly ash is independent of lime content. Fly ash particles of size >75 μm are mostly irregular in shape whereas finer fractions are spherical for low calcium fly ash. For high calcium fly ash, chemical and mineralogical differences have been observed for different size fractions. Compared to low calcium fly ash, optimum moisture content is low and maximum dry density is high for high calcium fly ash. Optimum moisture content is directly proportional and maximum dry density is inversely proportional to the carbon content. The mode and duration of curing have significant effect on strength and stress–strain behavior of compacted fly ash. The gain in strength with time for high calcium fly ash is very high compared to that of low calcium fly ash due to presence of reactive minerals and glassy phase.     

高铝粉煤灰除铁的实验研究

粉煤灰是电厂煤粉高温燃烧后的固体废弃物,也是用于提取氧化铝和制备陶瓷、微晶玻璃、耐火材料等高附加值产品的潜在资源。粉煤灰中的杂质铁对制备上述制品的工艺选择和制品质量、性能均有重大影响。本文对内蒙古准格尔电厂高铝粉煤灰(CFB灰)进行了脱碳除铁的实验研究。实验表明,粉煤灰经900℃煅烧2 h,基本上可除去碳;除铁的优化工艺条件为:盐酸浓度20%,液固比5∶1,温度为80℃,搅拌时间为60 min,除铁率达80%以上。