粉煤灰活化提取铝铁的研究

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1、应用技术AppliedTechnologyAppliedTechnology应用技术文章编号：1674-9146（2012）01－0091－04粉煤灰活化提取铝铁的研究*王苗，郭彦霞，程芳琴（山西大学资源与环境工程研究所，山西太原030006）摘要：粉煤灰中含有大量的铝、铁等有用资源，其资源化利用对环境、社会、经济都有很重要的意义。采用盐酸溶解的方法从粉煤灰中提取氧化铝和氧化铁，结果表明，不经活化的粉煤灰很难将其中的铝、铁溶解出来，仅凭借煅烧对铝、铁溶出的效果影响不大，在煅烧的同时添加碳酸钠和氢氧化钠

2、助剂可以显著提高其中氧化铝和氧化铁的溶出率，同时添加碳酸钠和氢氧化钠助剂，在700℃即可达到95%的高溶出率。关键词：粉煤灰；活化；氧化铝；氧化铁中图分类号：X773文献标志码：A我国是个产煤大国，煤炭是电力生产基本燃等物质的形式存在[3]，聚合度非常高，很难被利用。料。粉煤灰是火力发电厂排放的固体废物，2009因而，粉煤灰需要经过活化才能将其中的铝、铁等年，我国粉煤灰的年排放量达4.5亿t左右，已成有用物质提取出来而加以利用。粉煤灰的活化分为为我国排放量最大的固体废弃物之一[1]。但目前粉物理活化和

3、化学活化两种，物理活化主要是利用机煤灰的综合利用率非常低。大量粉煤灰的堆存不仅械研磨[4]和微波助溶法[5]达到活化的目的；化学活化占用了大片的土地，还因扬尘、淋溶等污染大气、主要有石灰烧结法、助剂煅烧法以及氟化物在酸性水体和土壤等，造成非常严重的生态破坏。而加大体系中助溶粉煤灰的方法等。研究结果表明，物理粉煤灰的资源化利用率是解决粉煤灰堆存污染的根活化操作简单，但是机械研磨时间较长，且铝铁的本途径。提取率较低[6]。化学活化中石灰石烧结法工艺复杂，粉煤灰含有非常丰富的铝、铁、硅等有用资氟化物助溶法效

4、果很好，但是由于氟离子的污染而源，我国是一个铝土矿和铁矿石资源短缺的国家。受到限制。本文采用盐酸酸浸提取氧化铝和氧化铁目前，铝土矿资源年需求量为560多万t，每年缺的方法，考察了高温煅烧和加NaOH，Na2CO3助剂口200多万t。铁矿石产量为8.12亿t，进口4.44对粉煤灰中铝、铁浸出率的影响。亿t，对外依存度为52.24％[2]。粉煤灰中的Al1实验部分2O3和Fe2O3的质量分数达40%左右，也是非常宝贵铁1.1实验原料铝矿资源。然而，粉煤灰中主要以铝硅玻璃体、莫粉煤灰来自太原市一电厂，其化学

5、成分见表1，来石、铝酸三钙、黄长石、方钠石和尖晶石铁酸盐其中SiO2，Al2O3，Fe2O3总质量分数达90%以上。表1粉煤灰的化学成分（%）SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOTiO2K2OP2O5SO3MnOZnOGa2O3As2O3Rb2OSrOY2O3ZrO2BaOPbO51.19735.4425.9902.23320.4091.6571.5640.1890.8410.0520.0370.0150.0060.0090.1110.0090.1270.0910.022实验药品，Ca（OH）2，

6、NaOH，EDTA，CuSO4，HAc，NaAc，PAN和盐酸氨水、磺基水杨酸，以上[基金项目]山西省基础研究项目（青年科技研究基金）（2011021008-2）；太原市大学生创新创业计划（110148043）收稿日期：2011－10－08；修回日期：2011－11－11作者简介：王苗（1986-），女，山西长治人，在读硕士，主要从事煤系固废资源化研究，E-mail：cfangqin@sxu.edu.cn。科技创新与生产力2012年1月总第216期-091-AppliedTechnology应用技术均

7、为分析纯级试剂；NaCO3为工业纯碱。取出。1.2实验目的1.3.2粉煤灰中铝铁的浸出在活化方法对粉煤灰中氧化铝和氧化铁浸出率氧化铝和氧化铁提取采用盐酸酸浸的方法，将影响的实验中，主要考察高温煅烧活化和化学活化粉煤灰放入四口烧瓶中，按固液比（质量比）1∶3两种方法对粉煤灰中氧化铝溶出率的影响。其中高的比例浓度为20%的盐酸，用水浴加热到100℃进温煅烧中，主要考察活化温度对氧化铝和氧化铁溶行酸浸实验，边反应边搅拌，反应2h后停止搅拌、出的影响；化学活化法主要考察不同的助剂和不同过滤，用蒸馏水反复冲洗滤

8、渣，并用已配制好的稀温度对粉煤灰中氧化铝和氧化铁浸出效果的影响。硝酸银溶液滴定，直至溶液中无白色沉淀产生为止，使Al3+，Fe3+完全进入到滤液当中。将滤液收1.3实验方法和过程集，Al3+的测定采用铜盐反滴定法[7]，即先以磺基水1.3.1样品制备实验涉及5个粉煤灰样品，原状粉煤灰（记为杨酸作为指示剂，利用EDTA将Fe3+络合，溶液变为无色或亮黄色作为滴定终点，测出Fe3+的量，然FA），原状粉煤灰煅烧样（记为FA-Cal），分别加Na2CO3和Na