编号：FTJS09305
篇名：富铝煤矸石低钙烧结法提铝的实验研究
作者：张维涛 陈延信 赵博 宋强
关键词： 低钙烧结 富铝煤矸石 氧化铝 硅铝酸钠 偏铝酸钠
机构： 西安建筑科技大学材料科学与工程学院
摘要： 以提取富铝煤矸石中的氧化铝为目的,采用低钙烧结法活化煤矸石,研究了烧结温度、烧结时间和碱比(n(Na2O)/[n(Al2O3)+n(SiO2)+n(Fe2O3)])对烧结熟料矿物相、微观结构及氧化铝溶出效果的影响。其中,烧结温度设置6个水平(1000℃,1050℃,1100℃,1150℃,1200℃,1250℃),烧结时间设置6个水平(30 min,50 min,70 min,90 min,110 min,130 min),碱比设置5个水平(0.8,0.9,1.0,1.1,1.2)。根据钙比(n(CaO)/[n(SiO2)+n(TiO2)])为1.1、碱比为变量配料,在不同烧结温度和烧结时间下进行单因素试验;所得熟料研磨过筛后按照氧化铝标准溶出条件在集热式恒温磁力水浴锅中溶出,得到溶出固相,然后对熟料和溶出固相进行检测分析,得到不同条件下的氧化铝溶出率。对最佳配比的生料,做不同温度下的烧结试验,分析熟料矿物相和微观结构等的变化。结果表明:随温度升高,高岭石脱水生成偏高岭石,在686.71℃完成转变;偏高岭石优先与碳酸钠反应生成硅铝酸钠Na2-xAl2-xSixO4,在石灰石对Na2-xAl2-xSixO4的分解作用下,Na2-xAl2-xSixO4中硅的摩尔数x逐渐降低并趋于0,最终形成NaAlO2和Na2CaSiO4矿物;在实验条件下,升高温度、延长时间或增加碱比可促使Na2-xAl2-xSixO4向NaAlO2转变;而高温、长时间和高碱比易使熟料烧结致密,导致NaAlO2的溶解度下降。在钙比为1.1、温度为1150℃、时间为90 min、碱比为1.1的条件下,氧化铝溶出率达87.51%(质量分数)。
