摘 要

本实验采用NaOH溶出工艺从锅炉底渣中提取氧化铝，通过研究活化工艺对其影响，以寻求保证氧化铝的溶出率最高的最佳工艺参数。采用溶出条件为：水浴温度100℃、NaOH浓度6.75mol/L、反应时间2.5h及液固比6:1，通过对机械活化、煅烧活化、先机械后煅烧活化和先煅烧后机械活化在不同活化条件下锅炉底渣中氧化铝溶出量的比较，确定最佳活化工艺。确定四种活化方式在最佳活化条件下氧化铝溶出量分别依次为：52.23%、65.88%、71.78%、81.36%。先煅烧后机械活化为最佳，其最佳活化条件：锅炉底渣与NaOH配比1:1.2、煅烧温度700℃、保温时间2h和升温速率4℃/min；级配比为1:4:12、球料质量比为9:1、球磨机公转转速为200rpm、球磨时间9h。锅炉底渣在最佳工艺条件下提取氧化铝，并对其进行了研究和表征。通过XRD和SEM分析表征，通过Jade分析软件，可以看出氧化铝XRD图在衍射角2θ为32.5°、37.6°、45.8°、67°等位置的峰较强。这与γ-Al₂O₃图谱种峰的位置几乎是一致的，因此此氧化铝为γ-Al₂O₃。此外，在XRD图上还存在NaCl和SiO₂等衍射峰，说明氧化铝存在杂质。氧化铝颗粒表面团聚了一些小颗粒，表面极不规则。氧化铝多为尺寸不均匀的块状晶体状。

关键词：灰渣 氧化铝 活化 活化条件

Process of preparation of boiler ash utilization of alumina powder

Abstract

In this study, NaOH dissolution process to extract alumina from the boiler bottom ash, activation process by studying its impact, to seek to ensure that the highest rate of dissolution of alumina optimum parameters.By stripping conditions were: bath temperature of 100 ℃, NaOH concentration 6.75mol / L, reaction time 2.5h and liquid to solid ratio of 6: 1, by mechanical activation, calcination activation, calcination after the first mechanical activation and mechanical activation after the first calcination at different Comparative dissolution of alumina bottom boiler slag under activation conditions, to determine the best activation process.To determine four kinds of activated alumina way at optimal conditions for the dissolution of activation were as follows: 52.23%, 65.88%, 71.78% and 81.36%.After the first firing of mechanical activation is the best, the best activation conditions: bottom boiler slag and NaOH ratio was 1: 1.2, calcination temperature 700 ℃, holding time 2h and heating rate 4 ℃ / min; level ratio of 1: 4: 12, ball material mass ratio of 9: 1, ball revolution speed of 200rpm, milling time 9h. The alumina were characterized by XRD and SEM analysis. Through the Jade analysis , it can be seen that the alumina XRD figure in the diffraction angle 2 theta is 32.5°、37.6°、45.8°and 67° is stronger. The γ-Al2O3 map of peak position is consistent, so the alumina is γ-Al2O3. In addition, the NaCl and SiO2 diffraction peak is existed on the XRD figure, so alumina impurities are existed in the alumina. Small particles are reunited on the surface of alumina. the surface is highly regular and the size is unever.

Keywords: Ash ；Alumina ；Activation ；Activation conditions

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1 粉煤灰概述 1

1.1.1 粉煤灰的化学组成 1

1.1.2 粉煤灰的矿物组成 2

1.1.3 粉煤灰的危害 2

1.2 粉煤灰中提取氧化铝的现状 3

1.2.1 酸浸法 3

1.2.2 碱法 3

1.3 本课题研究目的 4

1.4 本课题研究内容与思路 4

1.4.1 研究内容 4

1.4.2 拟解决的关键问题 4

1.4.3 采用的技术路线与实验方案 5

1.4.4 采用的研究和分析手段 5

第二章 实验原料、设备及方法 6

2.1 实验原料分析 6

2.1.1 锅炉灰渣原料化学成分分析 6

2.1.2 锅炉灰渣原料SEM分析 6

2.1.3 锅炉灰渣原料XRD分析 7

2.2 实验仪器及试剂 7

2.2.1 实验仪器设备 7

2.2.2 实验所需药品及试剂 8

2.3 实验方案及实验内容 9

2.3.1 实验方案 9

2.3.2 实验内容 10

2.4 实验表征 11

2.4.1 SEM表征 11

2.4.2 XRD表征 11

2.5 本章小结 11

第三章 活化工艺 12

3.1 机械活化 12

3.1.1 机械活化正交试验 12

3.2 煅烧活化 14

3.2.1 煅烧反应物配比的确定 16

3.2.2 煅烧温度的确定 17

3.2.3 保温时间的确定 18

3.2.4 升温速率的确定 19

3.3 先机械球磨后煅烧活化 19

3.4 先煅烧后机械球磨 20

3.5 本章小结 21

第四章 产品的制备与表征 23

4.1 氧化铝的制备 23

4.1.1 AlCl₃滤液的制备 23

4.1.2 氧化铝的制备 23

4.2 氧化铝的表征 24

4.3 本章小结 25

第五章 结论与展望 26

5.1 结论 26

5.2 展望 26

致谢 28

参考文献 29

第一章 绪论

灰渣是目前我国火力发电厂最主要的固体废物。这些年来，我国的能源产业得到了飞速的发展，发电产能的增长率大约为7.3%，同时电力工业的发展，大幅度的增加了灰渣的产量，造成我国灰渣总量在不断增加^[1] 同时也给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力^[2]。

现代火力发电厂的锅炉，燃烧系统是由输煤、磨煤、粗细分离、排粉、给粉、锅炉、除尘、脱硫等组成。是由皮带输送机从煤场,通过电磁铁、碎煤机然后送到煤仓间的煤斗内,再经过给煤机进入磨煤机进行磨粉，磨好的煤粉通过空气预热器来的热风，将煤粉打至粗细分离器，粗细分离器将合格的煤粉（不合格的煤粉送回磨煤机），经过排粉机送至粉仓，给粉机将煤粉打入喷燃器送到锅炉进行燃烧。而烟气经过电除尘脱出粉尘再将烟气送至脱硫装置，通过石浆喷淋脱出硫的气体经过吸风机送到烟筒排入天空^[3]。

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