试析提取准格尔煤田粉煤灰中氧化铝实验过程中助溶剂的选择研究

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20071157（硕士学位论文类别：全日制硕士研究生题目：提取准格尔煤田粉煤灰中氧化铝实验过程中助溶剂的选择研究英文题目：SelectionofCosolventintheStudyonExtractionofAluminafromFlyAshJunggarCoalfield研究生：陈娟娟学科名称：化学工艺指导教师：吉仁塔布教授二○一○年六月摘要粉煤灰作为燃煤电厂的主要废弃物已经成为了一种严重污染环境的工业固体废弃物。但它实际上是一种具有较高利用价值的物质，可以广泛的应用于农业、化工、建筑等一系列行业中。粉煤灰的有效利用成为人类关注的热点。本文

2、在分析研究了国内外粉煤灰的利用现状的基础上，对准格尔煤田粉煤灰做了较全面的分析，以期得到一种有效利用准格尔煤田粉煤灰资源的方法。本课题首先利用SEM、XRD、EDX等先进的分析手段和化学分析方法，对准格尔煤田粉煤灰的外观形态、矿物组成及特征做了详细的研究：粉煤灰中铝元素主要以莫来石（Al6Si2O13）晶格结构存在；Al2O3的含量为45.52wB%，SiO2的含量为43.96wB%，其它成分含量为10.52wB%。其次，选用工业盐酸、HClO4、HNO3与粉煤灰进行固相反应，并对固相反应结果进行SEM、EDX分析，由分析结果确定工业盐酸为最有利于与粉煤灰进行反应的酸。在此基础上，分别

3、采用CaO、KF、Na2CO3，天然碱做助溶剂，比较它们对提取粉煤灰中氧化铝的助溶效果有何差异，并优化反应过程中的工艺参数。研究采用CaO作助溶剂，与粉煤灰高温烧结，再用盐酸浸取的实验方法，从粉煤灰中提取氧化铝。得到的最佳实验工艺参数为：在CaO与粉煤灰中的SiO2的摩尔比为0.6时，氧化铝的浸出率为40.7%。研究采用KF作助溶剂，用同样的实验方法，提取粉煤灰中的氧化铝。实验最终确定的最佳反应条件为：粉煤灰与KF质量比为2：1；焙烧温度：800℃；焙烧时间：60min；酸浸反应时间：60min；酸浸反应温度：90℃；酸浸反应时酸的浓度：6mol/L；液固比为6:1。在此条件下，氧化铝

4、的浸出率可达到95%。研究用Na2CO3作助溶剂，通过单因素实验，实验最终确定的最佳反应条件为：粉煤灰与Na2CO3质量比为1：1.5；焙烧温度：900℃；焙烧时间：150min；酸浸反应时间：20min；酸浸反应时酸的浓度：15%；液固比为4:1。在此条件下，氧化铝的浸出率可达到97.3%。最后，研究了利用天然碱替代Na2CO3作助溶剂，确定了粉煤灰与天然碱反应的最佳配比（质量比）为1:1.6。在此工艺条件下，氧化铝的浸出率可达到84.6%。关键词：粉煤灰；浸出率；固相反应；助溶AbstractFlyashasthemainwasteofcoal-firedpowerplanthas

5、becomeaseriousenvironmentalpollutionbyindustrialsolidwaste.Butitisactuallyahighvalueofthematerial,itcanbewidelyusedinagriculture,chemicalindustry,constructionandaseriesofindustry.Therefore,theuseofflyashfocusofattentionoftheworld'speople.Basedontheanalysisofthecurrentdevelopmentofflyashathomeand

6、abroad,Inthispaper,madeacomprehensiveanalysisOftheJunggarcoalflyash.Firstly,thephysicochemicalpropertiesandcomponentsflyashofJungarcoalfieldarestudiedbyXRD，SEMandEDXanalysismethod.Theanalyzedresultshowsthattheflyash’saluminummainlyexistsinmulliteandaluminum-silicateglassphase.Inthis,thequantityo

7、fSiO2is43.96%,thequantityofAl2O3is45.52wB%andothercompositions’quantityis10.52%。SelectedHCl,HClO4,HNO3reactionwithflyash.AndanalysisreactionresultsbySEM,EDXmethod,resultsfromtheanalysistodeterminethemostbeneficialtypesofsoli