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粉煤灰是燃煤发电厂排放出的一种固体废弃物,颗粒细小且易流动。随着电力工业的发展,粉煤灰的排放量急剧增加,粉煤灰的处理不当会造成土地占用、空气污染、水体污染、影响人体健康等严重危害。所以对粉煤灰综合利用的研究具有很大的现实意义。粉煤灰中含有的许多物质可用于回收再利用,如氧化铝、二氧化硅。粉煤灰中氧化铝的含量通常约为18%~40%,最高可达50%。因此从粉煤灰中提取氧化铝是一种有前景的利用方法。本文研究的是一种从粉煤灰中提取氧化铝的新工艺。将脱硅粉煤灰与碳酸钠、氢氧化钠按一定比例混合研磨,经过焙烧活化、循环浸取、过滤、碳分、活化剂及二氧化碳回收、煅烧等工艺过程从粉煤灰中提取氧化铝。粉煤灰原灰结构致密,聚合度较高,反应活性很差,氧化铝的浸取率很低。本文通过添加Na2CO3和NaOH混合活化剂对粉煤灰进行高温煅烧活化。采用XRF半定量分析方法对粉煤灰化学组成进行分析;采用XRD对粉煤灰相组成进行了分析;采用SEM从微观层面研究了粉煤灰的结构;采用BET得粉煤灰比表面积为18220cm2/g,其比表面积大、表面能高,具有较强的吸附能力;采用TG-DSC研究不同活化剂对粉煤灰的活化效果;采用氟盐取代-EDTA滴定法对实验中铝离子进行定量分析,计算其浸取率;研究粉煤灰脱硅处理过程和活化处理过程的最适宜工艺参数,最终通过XRD、BET对产品氢氧化铝、氧化铝分析。称量最终样品重量,计算氧化铝的提取率。经上述研究,得出以下结论:(1)粉煤灰脱硅处理的最适宜条件:氢氧化钠的浓度为20%,粉煤灰和NaOH液固比为20:1,脱硅温度为90℃C,脱硅时间为120min。(2)活性剂Na2CO3和NaOH的活化是在不同温度阶段进行:在大于400℃阶段时,Na2CO3对整个活化过程起到显著的活化作用,而在小于400℃C阶段时,NaOH对整个活化过程起到主要活化作用。所以粉煤灰最适宜的活化方法为同时加入Na2CO3和NaOH活化剂。活化的最适宜条件为:m(FA):m(Na2CO3):m(NaOH)=5:3:2,煅烧温度为700℃,煅烧时间为2h。(3)通过粉煤灰浸取处理,得到最适宜的浸取条件:液固比为10:1、浸取时间为15min、浸取温度为75℃。在最适宜条件下,粉煤灰中铝的浸取率可达83%。(4)粉煤灰碳分最适宜温度为60℃C,根据Al(OH)3与Fe(OH)3. Fe(OH)2完全沉淀的pH值的不同,调节pH=4.7,铝可完全沉淀。(5)XRD图表明产物氧化铝纯度比较高,BET结果显示其比表面积为87.35m2/g,总孔隙容积为0.2409cc/g,提取率为67.12%。通过实验结果表明本文所研究的新工艺,可以提高粉煤灰中铝的浸取率,得到纯度较高的氧化铝,是一种高效利用粉煤灰的方法。