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【技术交流】粉煤灰的特征、综合利用的技术路线与产业化前景

2016-05-20 13:22来源:粉煤灰综合利用网关键词:粉煤灰燃煤电厂脱硫石膏收藏点赞

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三、当前粉煤灰综合利用技术及其前沿综述

(一)高铝粉煤灰和煤矸石工业化制备铝硅铁合金试验

中国有色金属工业协会组织北京航空航天大学研究完成了“高铝粉煤灰和煤矸石工业化制备铝硅铁合金试验”项目的研究,该项目在我国首次进行了利用粉煤灰和煤矸石等工业固体废料为原料,使用电热还原法直接制备铝硅铁合金的工业试验,合金含铝24%,含硅49%,含铁25%。

(二)高强粉煤灰烧结陶粒

高强粉煤灰烧结陶粒指经过成球和1000℃以上高温焙烧等工艺过程,将粉煤灰转变成具有高强轻质、连续级配、粒型合理、吸水率低、质量稳定、保温性能和泵送性能优异的圆球状颗粒。

主要技术指标 :

筒压强度≥5Mpa;

堆积密度650-850Kg/m3;

颗粒粒径(5-20mm和5mm以下)级配连续;

属结构型轻骨料,主要用于配制轻骨料混凝土:强度LC10-60、容重1750-1950 (轻骨料混凝土技术规程:JGJ51-2002)和生产混凝土制品。

(三)利用粉煤灰制备高纯超细氢氧化铝与氧化铝

上世纪50年代,波兰格日麦克(J.Grzymek)教授以高铝煤矸石或高铝粉煤灰(Al2O3≥30%)为主要原材料,从中提取氧化铝并利用其残渣生产水泥,于1953年建成年产1万吨氢氧化铝和10万吨水泥生产线,后在波兰和美国等10个国家先后取得专利权;70年代,匈牙利的塔塔邦在引进波兰专利后,经消化吸收成为格日麦克-塔塔邦法的干烧结法,亦取得了专利;80年代后,美国等又先后提出了酸溶沉淀法,盐-苏打烧结法,煅烧冷却法,煅烧/稀酸过滤法等从粉煤灰中回收氢氧化铝的方法;与此同时,我国水电部、冶金部及安徽、浙江、四川等地一些科研单位也开始对该技术进行研究。

目前其主要生产工艺有两种,即石灰石烧结法和碱石灰烧结法。

石灰石烧结法的主要工艺环节为熟料烧成、自粉化溶出、脱硅、碳分和煅烧:

1、熟料烧成:使粉煤灰中Al2O3与石灰石结合成为铝酸钙(5CaO˙3Al2O3和CaO˙Al2O3);

2、熟料自粉化:当熟料冷却时,在约650℃温度下硅酸二钙(C2S)由β相转变为γ相,体积膨胀约在10%,致使熟料自行粉化;

3、溶出:碳酸钠溶液与粉化熟料混合,其中的铝酸钙与碱反应生成铝酸钠进入溶液,而生成的碳酸钙和硅酸二钙留在渣中,达到铝和硅、钙分离的目的。

其反应式为:5CaO˙3Al2O3+5Na2CO3+2H2O→5CaCO3↓+6NaAlO2+4NaOH

4、脱硅:由于铝酸钠(NaAlO2)粗液中还有少量SiO2,需加入石灰乳液进行脱硅处理中和过剩的Na2CO3,以便得到NaAlO2精液,确保产品氧化铝的纯度。

5、碳分(即碳酸化分解):即是用CO2中和NaAO2溶液,降低溶液的碱度,使Al(OH)3有控制地析出,同时生成的Na2CO3可循环使用。

6、煅烧:将所得Al(OH)3放入窑内,经1200℃煅烧,除去水分和结晶水,从而获得一定纯度的Al2O3。

原标题:[技术交流] 粉煤灰的特征、综合利用的技术路线与产业化前景
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