利用高鋁粉煤灰制備擬薄水鋁石的基礎(chǔ)研究.pdf

1、中國是世界最大的粉煤灰排放國。粉煤灰中氧化鋁含量一般為17～35％，部分地區(qū)粉煤灰鋁含量更可高達(dá)40～60％，是一種重要的非傳統(tǒng)鋁資源。隨著國家環(huán)保政策日益嚴(yán)格及高品位鋁土礦資源短缺危機(jī)加劇。大力開發(fā)高鋁粉煤灰的資源化利用途徑，代替鋁土礦生產(chǎn)高附加值多品種氧化鋁等有色金屬產(chǎn)品，對(duì)緩解環(huán)境壓力、提高我國氧化鋁工業(yè)在國際市場上的競爭力具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。
　　本文以內(nèi)蒙古大唐高鋁粉煤灰燒結(jié)熟料為原料進(jìn)行制備擬薄水鋁石的研究，探究熟料溶

2、出實(shí)驗(yàn)、脫硅實(shí)驗(yàn)、碳酸化分解實(shí)驗(yàn)和晶種分解實(shí)驗(yàn)的最佳工藝條件，對(duì)得到的擬薄水鋁石產(chǎn)品進(jìn)行XRD圖譜、SEM照片及比表面積和孔結(jié)構(gòu)的分析，并對(duì)比碳分、種分產(chǎn)物和樣品的物化指標(biāo)。研究結(jié)果如下:
　　(1)通過對(duì)溶出、脫硅各個(gè)因子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，確定了溶出最佳溫度為80℃，溶出時(shí)間60min，溶出液固比4。一段脫硅最佳時(shí)間為120min，脫硅溫度170℃，鈉硅渣添加量100g/L;二段脫硅最佳時(shí)間為120min，脫硅溫度90℃，CaO添加

3、量15g/L。在上述溶出脫硅條件下可得到硅指數(shù)838的鋁酸鈉分解溶液，符合工業(yè)要求。
　　(2)通過對(duì)碳酸化分解法制備擬薄水鋁石的工藝條件探究，得出較優(yōu)工藝條件。結(jié)果表明:在分解液濃度為30～50g/L，分解溫度老化4h時(shí)≤50℃，老化8h時(shí)≤60℃，分解終點(diǎn)pH值為10.5，CO2體積分?jǐn)?shù)≥35％時(shí)產(chǎn)品成膠效果較好;在老化溫度為90℃，老化時(shí)間4～8h時(shí)老化效果較好。另外，通過對(duì)產(chǎn)品物相分析得到產(chǎn)品的洗滌和干燥條件。結(jié)果表明:用

4、熱蒸餾水將產(chǎn)品洗至中性，干燥時(shí)溫度≤100℃得到的產(chǎn)品為擬薄水鋁石。
　　(3)通過對(duì)碳分產(chǎn)品的比表面積及孔結(jié)構(gòu)檢測分析，得到以下結(jié)論:老化4h，分解液濃度為40g/L，分解溫度為30℃時(shí)，可制得中孔擬薄水鋁石產(chǎn)品，其比表面積為356.4m2/g，孔容為0.6920 cm3/g;老化8h，分解液濃度為30g/L，分解溫度為50℃時(shí)，可制得小孔擬薄水鋁石產(chǎn)品，其比表面積為445.0m2/g，孔容為0.2932 cm3/g，且比表面積

5、大于小孔樣品擬薄水鋁石的比表面積。
　　(4)通過以大孔樣品擬薄水鋁石做晶種進(jìn)行種分實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明:制備的產(chǎn)品孔容可達(dá)到0.8291 cm3/g，和擬薄水鋁石樣品孔容0.8349 cm3/g相差不大，但比表面積高達(dá)393.00 m2/g，大于大孔樣品擬薄水鋁石的比表面積346.0m2/g。
　　(5)通過對(duì)產(chǎn)品洗滌除鈉的研究表明:采用常規(guī)水洗方法能使產(chǎn)品中的Na2O含量降至0.3％以下，可以滿足一般催化劑載體對(duì)鈉含量的要求。