高鋁煤矸石制備超細氧化鋁和硅酸鈉聯(lián)產(chǎn)工藝的研究.pdf

1、煤矸石是煤炭洗選、開采加工過程中產(chǎn)生的一種固體廢棄物,約占煤炭產(chǎn)量的15％左右,如果將其直接排放不僅污染環(huán)境而且造成嚴重的資源浪費。煤矸石中含有大量的氧化鋁、二氧化硅以及鐵、鎂等礦物質(zhì),研究對這些物質(zhì)進行分離提取并加工生產(chǎn)高附加值的化工產(chǎn)品,這樣不僅可以解決我國氧化鋁及二氧化硅資源短缺問題,而且也解決了煤矸石大量占地、污染環(huán)境、易發(fā)生地質(zhì)災害等問題。因此,研究煤矸石固體廢棄物資源化利用是建立資源節(jié)約型社會的重要途徑,有著十分廣闊的前景及

2、深遠的意義。本實驗選用的煤矸石中含有45%左右的二氧化硅及47%的氧化鋁,但未經(jīng)自燃的煤矸石中這兩種組分是以晶態(tài)形式結(jié)合在一起,且晶型比較穩(wěn)定,幾乎不具有化學反應活性,很難直接加以提取利用,本實驗通過利用高溫焙燒的方法使其有序的晶體轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚暂^高的半晶質(zhì)或非晶質(zhì),使煤矸石具有一定活性。然后利用酸浸法對焙燒后的煤矸石中的氧化鋁和二氧化硅進行分離,研究了活化溫度、活化時間、固液比、酸濃度、酸浸時間和酸浸溫度六個主要因素對煤矸石中氧化鋁浸取率

3、的影響,并通過正交試驗確定其最佳浸取條件。以煤矸石酸浸后的濾液和濾餅為原料分別制取高附加值的化工產(chǎn)品超細氧化鋁粉體和工業(yè)硅酸鈉。氧化鋁制備時,通過調(diào)節(jié)pH值來除掉氯化鋁濾液中的雜質(zhì),通過加入分散劑來抑制氧化鋁顆粒的硬團聚。工業(yè)硅酸鈉制取時,實驗主要研究了氫氧化鈉濃度對工業(yè)液體硅酸鈉模數(shù)的影響。煤矸石最佳浸取條件是:固液比(質(zhì)量比)為1:6;反應溫度為95℃;鹽酸濃度為20%;反應時間為2.5h;煤矸石活化時間為1h;活化溫度為750℃,