【摘要】：粉煤灰作為火力發(fā)電廠的主要固體廢棄產(chǎn)物,其產(chǎn)量正在逐年增加,給環(huán)境帶來了巨大壓力,如何高效、高附加值、合理的利用該資源已成為了一個世界性的難題。粉煤灰的主要成分為Al2O3、SiO2,以該原料生產(chǎn)初級鋁硅合金,鐵含量往往偏高,為了生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品,同時又能降低碳熱還原的能耗,往往需要在還原前進(jìn)行除鐵預(yù)處理。本文首先從理論上分析了粉煤灰除鐵的臨界值,研究結(jié)果表明：除鐵后粉煤灰中Fe2O3含量與SiO2含量存在一定的相關(guān)性。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了磁選和濕法冶金除鐵的熱力學(xué)分析,從理論上說明了采用磁選和濕法冶金的方法除鐵的可行性,并以粉煤灰為原料分別進(jìn)行了磨礦、磁選、磁化焙燒-磁選、常壓、超細(xì)磨活化、加壓條件下的除鐵實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明：(1)云南地區(qū)粉煤灰鐵含量較高,鐵主要以赤鐵礦和磁鐵礦的形式存在,使用XCGS-Φ50磁選管實(shí)驗(yàn),激磁電流為3A時,尾礦中的總鐵、氧化鋁含量分別為7.08%和27.34%,尾礦產(chǎn)率為77.01%,除鐵率為58.41%,氧化鋁損失率為7.0%。磁化焙燒的效果不明顯。擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)規(guī)模,采用SLon-100周期式脈動高梯度磁選機(jī)進(jìn)行磁選,電流強(qiáng)度為100A(B=0.192T)時,除鐵率達(dá)到66.37%,Al2O3損失率為17.99%,磁選后粉煤灰中氧化鋁、氧化鐵和二氧化硅的含量分別為24.54%、5.83%和50.06%,選取此條件為最優(yōu)。(2)常壓浸出時草酸與鹽酸的除鐵效果最佳,硫酸次之,硝酸的效果最差,但草酸和鹽酸的混酸的除鐵效果不好,而采用鹽酸和氫氟酸的混酸浸出,除鐵效果好,浸出渣出現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu),但鋁的損失很大,浸出渣中氧化鋁含量僅剩12.92%,損失率為64.83%。將粉煤灰焙燒后再浸出,效果不理想。(3)磁選后的粉煤灰采用草酸直接浸出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在草酸濃度120g/L,反應(yīng)溫度為85℃,液固比為6：1,反應(yīng)時間為120min的最佳除鐵條件下,浸出渣中氧化鐵、氧化鋁、二氧化硅含量分別為3.35%、23.03%和56.27%,除鐵率為46.06%,氧化鋁損失率為11.91%。在相同條件下進(jìn)行二段浸出,浸出渣中的氧化鐵、氧化鋁和二氧化硅含量分別為2.74%、22.68%和58.41%,除鐵率為21.97%,氧化鋁損失率為6.04%。(4)粉煤灰經(jīng)高能球磨8h后,平均粒徑為2.18gm,經(jīng)鹽酸和草酸的加壓浸出,鹽酸效果優(yōu)于草酸。浸出渣的氧化鐵、氧化鋁含量隨溫度的升高而降低,趨勢均不是很明顯,鹽酸在180℃時的浸出渣中氧化鋁和氧化鐵的含量分別為18.82%和3.16%。(5)確定了除鐵的最佳工藝為磁選+一段草酸浸出聯(lián)合工藝。此工藝處理后的粉煤灰中氧化鐵、氧化鋁、二氧化硅含量分別為3.35%、23.03%和56.27%,除鐵率為81.64%,氧化鋁損失率為26.90%。(6)預(yù)處理除鐵后粉煤灰的碳熱還原探索實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,只有在溫度達(dá)2273K時,才出現(xiàn)了較多的鋁硅合金,粉煤灰中殘留的鐵主要以鋁硅鐵合金的形式出現(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TF821

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 唐云;陳福林;劉安榮;;電廠粉煤灰選鐵試驗(yàn)研究[J];礦業(yè)研究與開發(fā);2008年06期

2 郭艷玲;;粉煤灰的性質(zhì)及綜合利用分析[J];煤;2008年01期

3 王鵬飛;;粉煤灰綜合利用研究進(jìn)展[J];電力環(huán)境保護(hù);2006年02期

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本文編號：2669031