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1、分類號:P6210710-2015127062碩士學位論文酒鋼集團某電廠低鋁粉煤灰綜合利用技術研究鞏睿鵬導師姓名職稱潘愛芳教授申請學位類別工學碩士學科專業(yè)名稱礦產普查與勘探論文提交日期2018年4月20日論文答辯日期2018年5月27日學位授予單位長安大學ResearchonComprehensiveUtilizationofLowAluminumFlyAshinaPowerPlantofJiuquanIronandSteelGroupAThesisSubmittedfortheDegreeofMaster
2、Candidate：GongRuipengSupervisor：Prof.PanAifangChang’anUniversity,Xi’an,China摘要我國因燃煤發(fā)電每年排放的粉煤灰達5億噸以上，占用大量土地，嚴重污染環(huán)境，成為各級政府極為關注的大宗固廢重點處置和資源化利用對象之一。排放的粉煤灰中，大部分為低鋁灰，而目前粉煤灰高效資源化開發(fā)利用研究針對的主要是高鋁灰。本文依托“粉煤灰提取氧化鋁和微細硅酸技術研究”課題，以酒鋼集團某電廠低鋁粉煤灰為對象，通過化學全分析、X射線衍射、掃描電鏡、差熱分析等手段
3、，對其物化特征及礦物學特征進行了系統(tǒng)分析研究。在此基礎上，基于預脫硅+兩組分燒結法開展了低鋁粉煤灰綜合利用的工藝技術試驗，主要取得以下成果：1、酒鋼集團電廠粉煤灰具有低鋁、高硅、中高鈣特征，其中Al2O3含量為14.92%、SiO2含量為45.62%、CaO含量為13.96%、Fe2O3含量為10.79%、MgO含量為2.30%、A/S為0.35；粉煤灰中晶相礦物主要為莫來石、石英、赤鐵礦、磁鐵礦、石墨等，非晶相主要為鋁硅質玻璃體。2、試驗結果表明，采用預脫硅+兩組分燒結法，可以將該類粉煤灰轉化為氫氧化鋁、
4、石膏、凈水劑、硅膠等產品，且無二次廢渣排放，可實現(xiàn)其高效資源化綜合利用。具體工藝過程包括預脫硅、中溫活化、水浸、酸浸、凈水劑制備等主要階段。3、通過試驗確定的各工藝環(huán)節(jié)最佳工藝參數(shù)為：1）粉煤灰預脫硅階段：粉煤灰與助劑NaOH的質量配比為1:1；預脫硅低溫活化溫度為100℃，活化時間為30min；預脫硅低溫活化樣堿浸溶液濃度為5%，液固比為10，堿浸時間為60min，堿浸溫度為100℃；預脫硅階段SiO2提取率為69.46%，Al2O3提取率為12.82%。預脫硅粉煤灰中Al2O3含量為23.61%、SiO
5、2含量為25.38%、CaO含量為11.79%、Fe2O3含量為17.98%、MgO含量為2.78%、A/S為0.93，表明預脫硅后其中的SiO2組分大幅減少，Al2O3含量大幅升高，A/S提高了2.6倍以上；預脫硅粉煤灰物相主要組成為莫來石、石英、赤鐵礦、磁鐵礦、方解石、非晶相及鋁硅酸鈉。2）預脫硅粉煤灰燒結活化及水浸階段：預脫硅粉煤灰燒結活化樣與Na2CO3的活化配比為1.0:1.2，活化溫度為920℃，活化時間為30min；燒結熟料的水浸溶出液固比為10，溶出溫度為70℃，溶出時間為10min；循環(huán)溶
6、出11輪后，如以粉煤灰為對象，則Al2O3的溶出率為41.52%，如以預脫硅粉煤灰為對象，則Al2O3的溶出率為57.67%。3）預脫硅粉煤灰燒結熟料水浸殘渣酸浸階段：以硫酸為浸取劑，硫酸濃度為3mol/L，酸浸固液比為1/10；分離硅膠的陳化時間為40min，陳化溫度為99℃；酸浸循環(huán)9輪后，I如以粉煤灰為對象，則Al2O3的溶出率為41.82%，如以預脫硅粉煤灰燒結熟料水浸殘渣為對象，則Al2O3的溶出率為66.38%。4）聚合硫酸鋁鐵凈水劑制備階段：反應體系pH為4，反應溫度為75℃，反應時間為3h；
7、當凈水劑投加量為4ml/20ml污水，靜置時間為80min，在弱酸和弱堿環(huán)境下凈水劑的去濁率可達90%以上。4、工藝技術與經(jīng)濟可行性分析表明：該工藝不僅具有能耗低、產品經(jīng)濟價值高、技術可行等優(yōu)勢，而且本技術的產業(yè)化能有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。其中利用本工藝處理1t粉煤灰，需消耗苛性堿0.14t，硫酸1.06t，水6.91t，能量8.75GJ，可得到硅膠0.57t、凈水劑0.34t、硫酸鈣、鎂0.41t、氧化鋁0.06t，成本1540.57元（未考慮人工、設備、場地及稅率等費用），利潤1104.13元。關鍵
8、詞：低鋁粉煤灰，礦物學特征，硅膠，凈水劑，活化，兩組分燒結法IIAbstractChina'scoal-firedpowergenerationdischargesmorethan500milliontonsofflyasheveryyear,occupiesalargeamountofland,andseriouslypollutestheenvironment.Ithasbecomeoneofthemaint
