2015
5NO.6
试验与应用
粉煤灰综合利用
FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION
粉煤灰分解试验研究 Research on The Decomposition Experiment of Fly Ash
胡彩华，肖景波，郭捷
（南阳东方应用化工研究所，河南南阳473000）
摘要：试验以卤系复合制剂为活化剂，采用酸碱交替分解，互为活化分解模式处理粉煤灰。在常压条件下以硫酸浸出其中的铝和铁，以氢氧化钠浸出其中的硅。试验考察了酸浸过程分解级数、粉煤灰细度、配料固液比、硫酸用量、反应温度对粉煤灰中Al,O,、Fe,O，分解率的影响；碱浸过程氢氧化钠用量、配料固液比、反应时间、反应温度对粉煤灰中 Si0,分解率的影响，确定了最佳优化工艺条件。在优化工艺条件下，Al,0,、Fe,0,、SiO，的分解率在95%、92%和90% 以上。
关键词：粉煤灰；分解；研究
中图分类号：TQ031
文献标识码：A
文章编号：1005-8249(2015)06-0026-05
粉煤灰是燃煤电厂等排放的固体废弃物，也是我国排放量最大的工业固体废渣。其主要成分是SiO2， Al,O,,Fe,O,和未燃尽C，此外还有少量的Mg、Ti、K、 Na、P、S的氧化物以及稀有金属氧化物等。采用湿法冶金工艺由粉煤灰制备氧化铝和白炭黑是粉煤灰高附加值化、精细化综合利用的主要方向，也是近年来学术及产业界研究、关注的热点。
将粉煤灰中的有价元素分解并溶出是实现对其高附加值、精细化综合利用的基础和前堤。粉煤灰的物相组成主要有莫来石（3Al,O，·2SiO,）晶相、硅铝酸盐玻璃相，其它还有石英（SiO,）、赤铁矿（Fe,O,）、磁铁矿（Fe304）、刚玉（α-Al,0,）等。其中的硅和铝主要赋存于以Si-O-Al键结合而成的非活性莫来石中。
莫来石是一种链状结构硅酸盐，常温下既不溶于酸，也不溶于碱，低于1200℃时性质稳定，受热也不会发生分解，因此，要分解、分离粉煤灰中的硅、铝等有价元素，首先要破坏莫来石的Si-O-A1键以提高其化学活性。
目前已报道的粉煤灰分解方法有碱法、酸法及酸碱联合法。碱法工艺有石灰石烧结法")、碱石灰烧结法[]、预脱硅碱石灰烧结法3]等，酸法主要有酸浸法[4]、硫酸铵烧结法[3]和酸碱联合法["]。
收稿日期：2015-06-27·26·
万方数据
碱法工艺的优点是铝元素分解率相对较高，不足是流程长，耗能高，石灰石及纯碱耗量大，处理成本高，且对硅、铁等元素未能综合利用，二次残渣产生量大，经济与环境效益不乐观等。
酸法工艺主要优点是流程简单，能耗较低，可有效实现铝、硅分离，硅组分可用于生产高附加值的无机硅化合物，存在的不足是铝分解率偏低。以氟化物（氟化铵、氟化钠等)作助溶剂虽可提高铝的溶出率，但会增加处理成本。如果能够解决有价元素溶出率偏低的问题，酸法工艺将是一种较为理想的粉煤灰分解方法。
为了克服已报道工艺存在的不足，寻找一条切实可行的粉煤灰分解新方法，笔者以酸法工艺为基础，开
展了酸碱联合法[]分解粉煤灰新工艺的研究。 1试验
1.1试验原理
将粉煤灰与配料液混合，加入活化剂，再以硫酸在常压条件下对粉煤灰进行酸浸，使其中的莫来石结构及非晶态硅酸盐结构受到破坏，铝、铁等金属元素转化为相应的疏酸盐而被落溶出，同时使硅的化学活性得以提高。将酸浸料浆分离，获酸浸出液和主要成分为 SiO，的酸浸残渣。酸解残渣与氢氧化钠反应，使其中的SiO，分解并转化为水玻璃而溶出，同时使酸浸过程因受铝硅氧网络聚合体的影响未被分解的错、铁金属