钾长石粉酸浸除铁的实验研究

在利用钾长石粉合成沸石分子筛和制取碳酸钾技术中，铁的存在会降低沸石的白度。对北京平谷、天津蓟县、内蒙白云鄂博三地钾长石粉进行硫酸酸浸除铁实验，获得最大铁浸出率分别为88．6％、93．2％和64．6％，且前两地钾长石粉中铁的浸出行为相似，酸浸除铁效果均优于白云鄂博钾长石粉。采用正交实验法研究硫酸浓度、酸浸温度和时间对除铁效果的影响，表明三者对不同地区钾长石粉酸浸除铁效果的影响程度各不相同。钾长石酸浸除铁反应开始时，铁的溶解极快，反应速率主要由化学反应控制；其后溶解相对缓慢，反应速率则由扩散作用控制。     

瓷石酸浸除铁漂白的试验研究

分别采用盐酸和草酸为浸出酸，对吉林省长白地区的瓷石进行了酸浸除铁漂白试验。对比了盐酸和草酸的酸浸除铁漂白的效果，结果发现用草酸比用盐酸除铁漂白效果好。草酸的浓度、矿浆浓度、浸出时间、浸出温度等因素对除铁漂白效果有一定影响。矿浆质量分数以15％为宜，随着草酸浓度的增加、浸出时间的延长、浸出温度的升高，瓷石的除铁漂白效果明显提高。最佳的除铁漂白方案为：草酸水溶液质量分数为l.00％，矿浆质量分数为15％，浸出反应时间为150min，浸出反应温度为60℃。经除铁漂白处理，使瓷石中铁的质量分数由原来的O．64％降为O．20％，瓷石白度由原来的68．2％提高到了83．7％，最高可达84％。     

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。     

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。     

高铝粉煤灰特性及其合成莫来石的实验研究

研究高铝粉煤灰特性并加以高附加值利用,是加快固体废物资源化利用的一个重要方面.实验采用激光粒度分析、XRD、FESEM-EDX等手段,研究了准格尔电厂高铝粉煤灰的物理、化学特性以及粉煤灰的矿物组成.在此基础上按照正交实验的方法,用准格尔电厂高铝粉煤灰直接制备了M50莫来石,并用高铝粉煤灰与少量工业氧化铝混合合成了M60和M70莫来石,所得结论如下:     

利用高铝粉煤灰制备莫来石微晶玻璃的实验研究

以高铝粉煤灰为主要原料,采用粉末烧结法制备出莫来石微晶玻璃。X射线衍射分析显示,经1350~1550℃热处理后,制得的微晶玻璃的主晶相均为莫来石。扫描电镜分析表明,较高的温度下热处理有利于晶体的生长。微晶玻璃的理化性能如吸水率、气孔率、体积密度、抗折强度和化学稳定性,随热处理温度的不同而发生相应的变化。1500℃热处理2 h制得的微晶玻璃具有优良的理化性能,在工程和结构领域具有潜在的应用前景。     

利用高铝粉煤灰合成β-Sialon粉体的实验研究

在N2气氛中以粉煤灰为原料,采用碳热还原氮化工艺制备了β-Sialon粉体,研究了碳含量、合成反应温度、保温时间和氮气流量等因素对生成物物相的影响。在添加适量Al2O3、C含量23%、氮气流量2L/min、合成温度1450℃、保温时间为6h的条件下,可获得Z=3的纯晶相β-Sialon粉体,粒度均一,形态规则。β-Sialon粉体粒径在1～3μm之间,形态与结晶程度受合成条件影响。在不同的制备条件下,所合成的产物为β-Sialon和Al N、β-SiC、Si3N4、Al6Si2O13、O’-Sialon、α-Al2O3、Si O2等的混合物。并对高铝粉煤灰合成β-Sialon的反应过程进行了分析。     

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。     

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.     

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.     

New Process for Preparation Alumina and Silica White from Coal Fly Ash

Fly ash was used to prepare alumina and silica white, The 3 stages of the process are as follows: ammonium sulfate calcining, acid leaching and alkali dissolution. The optimum conditions for the experiments to determine are as follows: molar ratio of (NH4)2SO4/Al2O3 is 6, the calcining time is 2h, he H2SO4 concentration is 20%, the leaching temperature is 80℃ and dissolution duration is 2h, the ratio of solution and solid reaction material is 6 for ammonium sulfate calcining and acid leaching stage, reaction time 30min, ratio of liquid to ore 5∶1, alkali concentration 45% and reaction temperature 95 ℃for the alkali dissolution stage. Under these conditions, the total leaching efficiencies of Al2O3 and SiO2 are 78.86% and 95%, respectively. The quality of the main products alumina and silica white can meet the national standards of GB/T24487-2009 and GB10517-89, respectively.     

改良酸碱联合法利用高铝粉煤灰制备氧化铝的实验研究

本实验以高铝粉煤灰为原料、Na2CO3为助剂,经中温烧结,酸溶除硅,碱溶除铁,加入铝酸钡除微量硅后,制得较纯净的铝酸钠溶液;向该溶液中加入Al(OH)3晶种,采用种分分解法制备得到Al(OH)3沉淀,于1200℃下煅烧2 h后,制得α-Al2O3。分析结果表明,制备的-αAl2O3粉体形态不规则,粒径在10μm以下,性能达到国标GB8178-87三级标准。本项技术符合国家发展循环经济的要求,是高铝粉煤灰资源化高效利用的有效途径之一。     

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。     

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.     

高掺量粉煤灰绿色建筑材料的开发应用

高掺量粉煤灰（掺量≥50%）绿色建筑制品的研究开发是目前粉煤灰综合利用的重点开发研究课题。高掺量粉煤灰砖固化技术是高效高值利用粉煤灰的一项新技术，具有显著的经济效益、社会效益和环保效益。本课题组发明的粉煤灰固化技术其粉煤灰掺量达到85%以上，砖强度达到10MPa以上，本文对粉煤灰砖的抗冰性能及其强度的影响因素进行了讨论。     

水热条件下利用微波加热从粉煤灰合成沸石研究

着重选用NaOH水溶液为反应前驱物, 通过改变反应温度、NaOH浓度与合成时间等参数, 在水热条件下利用微波加热直接对粉煤灰进行晶化, 合成得到了浊沸石、菱沸石、NaP1沸石3种沸石.粉煤灰转化为沸石率约15%~40%.研究表明: (1) 反应体系在15min左右即有合成沸石产生, 30min左右合成沸石转化率达到最佳; (2) 为保证沸石晶核生成和晶体的生长, 反应体系的溶液/粉煤灰比不应低于2.5; (3) 在溶液/粉煤灰比为2.5时, 应控制加热时间在30min左右.      

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。     

碱活化条件对粉煤灰合成不同类型沸石的影响

用高硅铝比粉煤灰水热合成Y型、P型和HS型沸石。讨论了碱活化粉煤灰的条件,包括焙烧方法、碱灰比和碱度对合成产物的影响。XRD分析表明:碱活化条件将直接影响沸石的晶型、晶粒尺寸和相对含量。采用620℃低温、两次短时间焙烧工艺明显地改善了活化效果。研究同时发现,低碱灰比和碱度条件下生成P型沸石;高碱灰比和碱度条件下生成HS沸石;Y型沸石的生成条件介于二者之间。合成产物纯度高,结晶好,具有高的阳离子交换容量。