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碱石灰烧结法提取粉煤灰中的氧化铝 粉煤灰的低成本超细分级

发布日期:2021-02-05      来源:山东埃尔派粉体科技有限公司

粉煤灰主要由于该系列产品比表面积可达700-3000㎡/kg,细度比水泥和S95矿粉等细的多,比硅灰等球形度高,流动性、分散性好,且主要化学成分是活性氧化硅、活性氧化铝、活性氧化钙等,在水泥混凝土体系中,一方面起到填充、润滑、解絮、分散、致密等物理作用,另一方面该产品中的活性氧化硅、活性氧化铝等活性氧化物与水泥水化时析出的氢氧化钙晶体、水化硅酸钙凝胶等胶凝材料、集料带入的有效碱、硫酸盐、氯离子等对水泥石和混凝土强度及耐久性不利的物质起化学反应,生成对水泥石和混凝土强度及耐久性有利的硅铝酸钙凝胶和其他有益化合物,在物理和化学两个方面作用下,改善了新拌混凝土的工作性如:流动性好、保水性好、不泌水、不离析、坍落度经时损失小、泵送性好等优点。改善浆体与集料界面的粘结度,减少硬化混凝土的孔隙,减小孔径,致密结构及体积稳定性,增强混凝土抵御各种化学侵蚀和抑制碱集料反应能力,显著提高水泥石和混凝土的耐久性。

1.碱石灰烧结法

(1)原理

碱石灰烧结法就是将粉煤厌和石灰、碳酸钠在高温下烧结。粉煤灰中的A1:O,与碳酸钠烧结成可溶性的铝酸钠即NaAl0,,见下式:

Na2C03一Na20+C02

Na20+4Si02一Na2Si(Si309)

Na20+A1203-NaAl02

氧化硅与石灰焙烧成不溶性的硅酸二钙,熟料经破碎、浸出、分离、一段脱硅、二段脱硅、碳酸分解等工序得到氢氧化铝,末了煅烧得氧化铝。

(2)生产工艺

此法一般在1220。C,弱还原气氛F进行,故能耗较石灰法低些。其熟料得经过破碎后才能进入下一道工序。粉煤灰综合利用的过程中用粉煤灰磨将粉煤灰磨细是一项非常重要的工作。将破碎所得熟料用循环母液浸出,将可溶性偏铝酸钠与不溶性硅酸二钙分离。过滤后,由于NaAl0:粗液中含少量SiO:,故需加入石灰乳进行脱硅处理,再过滤即可得NaAIO:精液。再通入CO:进行中和NaA|O:,降低溶液碱度,使A1(OH),析出。末了将Al(OH),放人窑内经1200℃煅烧,从而获得A1:0,。此方法碱液可循环利用,所得残渣可用于生产硅酸盐水泥原料。

20世纪60年代,波兰利用粉煤灰采用碱石灰法建成年产5000t氧化铝及35万t水泥的实验工厂。我国宁夏回族自治区建材研究所采用碱石灰烧结法自粉煤灰中提取氧化铝,残渣生产水泥的工艺,于1987年9月,由宁夏回族自治区科委组织鉴定。2004年12月内蒙古自治区科技厅召开了“粉煤灰提取氧化铝联产水泥产业化技术”项目科技成果鉴定会,该集团自主完成了近5000t级的中试。马双忱等采用此法处理含氧化硅48.92%、氧化铝30.97%的粉煤灰,焙烧条件为焙烧温度1200。C,保温2h,物料比mNa,O/mAl,0,=1.25,mCaO/mSiO,=2;然后用质量分数为3%的碳酸钠溶液浸出熟料,温度为60~70。C,保温1h,液固质量比为10,所得到的铝酸钠溶液经脱硅、碳酸分解和煅烧得到氧化铝。

碱石灰烧结法较石灰石烧结法能耗较低,但需要体系外补充CO:,要求粉煤灰中氧化铝质量分数不小于30%,并且只提取了粉煤灰中的氧化铝,没有实现粉煤灰的精细综合利用。

2.碳酸钠焙烧法

主要工艺为:将粉煤灰和碳酸钠混合烧结,将其产物自粉化冷却,加入适量盐酸溶液,可形成硅胶。多次抽滤洗涤所得的胶体,在650%下得到高比表面积的白炭黑;滤液先加入氨水至无沉淀生成,再加入适量的NaOH溶液,经过滤后,滤渣为Fe(OH),等杂质,滤液为NaAIO:粗液,再加入适量盐酸,就可得到Al(OH),沉淀,将沉淀低温烘干,煅烧后可得到纳米级AI:0,。这项技术,因其可同时制备出高附加值产品白炭黑和纳米级A1:0,而备受重视。

山东埃尔派粉体科技有限公司利用过热蒸汽形成的超音速蒸汽流带动物料自我碰撞,利用超音速蒸汽流的强大动能实现超细高效粉碎,可将钢渣、矿渣、粉煤灰、脱硫石膏等工业废渣低成本超细粉磨到比表面积2000以上。

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