高铝粉煤灰开发利用的意义及工艺技术对比分析

内蒙古中西部和山西北部等地区的部分煤炭资源中赋存丰富的含铝矿物,用于发电后产生的粉煤灰中氧化铝含量达40-50％,是一种宝贵的具有较高经济开发价值的含铝资源。本文首先介绍了加强高铝粉煤灰资源开发利用的意思及高铝粉煤灰资源现状,然后叙述了目前国内外利用高铝粉煤灰提取氧化铝主要生产工艺及工艺特点,并对不同工艺的能源消耗进行了对比分析。     

依托高铝煤炭资源建立循环经济产业链

我国内蒙古自治区中西部和山西北部等地区高铝煤炭资源储量丰富,发电后产生大量高铝粉煤灰,可用于提取氧化铝,生产铝深加工产品,提取氧化铝过程中产生的固体废物和副产品可综合利用。分析了依托高铝煤炭资源,并以高铝粉煤灰提取氧化铝为核心打造循环经济产业链的必要性,以期实现高铝煤炭资源价值最大化,形成具有我国特色的煤炭—电力—有色冶金—化工—造纸—建材的循环经济产业链。     

基于物质代谢分析的高铝煤炭循环利用全产业链评估研究

高铝煤炭广泛分布于我国内蒙古自治区中西部煤田,富含丰富的铝、硅、锂、镓等有价元素,对其进行资源协同开发,有望大幅提升我国铝资源供给体系韧性并提高固废利用率,以及改善燃煤电厂的飞灰堆存等环境污染问题. 本研究以大唐国际托电园区的高铝粉煤灰示范生产线为案例,解析了高铝煤炭中各类无机资源的分布规律,并在全面梳理“原料—工艺—技术—产品/副产品”匹配机制的基础上,构建了集成“高铝煤炭清洁燃烧工艺-多级预脱硅工艺-氧化铝低能耗提取工艺”于一体的高铝煤炭循环利用全产业链;采用物质代谢分析方法,研究高铝煤炭循环利用全过程中有价元素的迁移转化规律,建立了高铝煤炭伴生有价元素的走向与分配模型,识别了该产业链中物质代谢优化调控的关键环节;此外,以传统铝土矿炼铝产业和木浆造纸产业为参考基准,核算了该产业链推广应用的经济、环境效益. 结果表明,高铝煤炭循环利用全产业链中有价元素总体循环回收利用率超过80.0%,在内蒙古自治区推广应用该产业链,每年可生产1 303.0×104 t氧化铝,联产964.0×104 t活性硅酸钙和3 192.0×104 t硅钙渣,创造年收入401.2×108元,节约3 505.0×104 t铝土矿,保护11.5 km2植被. 研究显示,高铝煤炭循环利用全产业链的有价元素回收率高,具有良好的环境和经济效益.      

高铝粉煤灰资源化过程重金属环境影响研究

针对高铝粉煤灰碱石灰烧结多资源利用工艺过程中重金属元素迁移规律和潜在环境影响量化问题,基于物质流分析方法,分析该工艺中重金属元素的边界输入输出和内部迁移规律.结果表明,输入端54%的铅元素由工业过程废弃物即高铝粉煤灰带入,其余来自工业原材料.输出端64%的铅元素进入产品,其余部分进入废弃物.该工艺主要环境排放节点在烧结和水泥生产环节.通过定义相对环境排放指数(REEI),比较分析该工艺与拜耳法工艺重金属排放情况.结果表明,该工艺单位氧化铝产量铅元素净排放显著降低,铬元素环境排放量与拜耳法基本持平,说明高铝粉煤灰碱石灰烧结多资源利用工艺不仅可以实现高铝粉煤灰的综合利用,也可以显著降低氧化铝产品的重金属环境影响.     

利用粉煤灰制备高纯超细氧化铝粉体的研究

利用粉煤灰为原料制备高纯超细氧化铝粉体。给出了采用硅酸二钙晶相转变自粉化、高效分散剂———碳化法从粉煤灰中制备氧化铝方法的工艺路线 ,确定了从粉煤灰制备高纯超细氧化铝粉体的最佳工艺条件 ,为粉煤灰的高价值利用开辟了一条新途径     

简讯

我国实现粉煤灰提取氧化铝产业化日前,内蒙古年产40万t粉煤灰提取氧化铝项目正式开工建设。该项目是目前国内首条利用粉煤灰提取氧化铝的生产线,同时也是我国自主知识产权“粉煤灰提取氧化铝技术”首次实现产业化,标志着内蒙古资源综合利用高科技发展循环经济迈上新的台阶。据介绍,利用粉煤灰提取氧化铝项目是蒙西高新技术集团经过7年研究,已具备自主知识产权的技术项目。该项目2004年完成工业化试验工作,并通过自治区科技厅组织的成果鉴定,达到了国内先进水平。2006年1月获得国家发改委核准。该项目技术利用氧化铝含量大于40%的粉煤灰与石…     

低温碱溶粉煤灰中硅和铝的溶出规律研究

采用低温碱溶法对粉煤灰中硅和铝(分别以氧化硅和氧化铝计)的溶出规律进行了研究,考察了粉煤灰热处理温度、碱浓度、溶出时间、溶出温度等因素对粉煤灰中硅和铝溶出量的影响.结果表明:在热处理温度为950℃,碱浓度为2～3 mol/L,溶出温度为120～130℃,溶出时间为4～6 h时,氧化硅的溶出量为29.23%,氧化铝的溶出量为1.26%,溶出比为23.63,可实现粉煤灰中硅和铝的分步溶出,并利用XRD对溶出结果进行了分析.      

酸溶-微波热解法从粉煤灰中制取聚合氧化铝的研究

从粉煤灰中提取聚合氧化铝（ＰＡＣ）是粉煤灰综合利用的途径之一。本研究提出了酸溶 微波热解从粉煤灰中制取ＰＡＣ的方法。通过工艺原理分析和试验，阐述了该工艺的可行性和合理性     

造块焙烧对于酸碱联合法提取粉煤灰中氧化铝工艺的改进

以实现粉煤灰最大利用价值并有效回收氧化铝为出发点,采用造块焙烧引入酸碱联合法的方式来提高粉煤灰的利用率。在造块方式下,最优实验条件得到最高的氧化铝浸出率为84%,通过XRD、SEM等进一步分析了造块方式的优势。该工艺可以实现铝硅分离,硫酸也可以循环使用。动力学研究表明:造块过程粉煤灰颗粒和块样内部毛细通道起到了类似高炉中焦炭的骨架作用,造块处理为反应塑造了介观尺度的多孔结构,在缩小了固液两相之间距离的同时,有效改善了气液两相的传质条件,从而提高氧化铝的浸出率。     

澳大利亚：HUNTLY铝土矿山的复垦

2002年9月,我随中铝股份管理考察团到澳洲对美国铝业公司在澳的工厂、矿山考察学习。其中,到过美铝在西澳最大的铝土矿山——HUNTLY矿。该矿的复垦曾在2000年上了联合国环境署的“荣誉名单”,是迄今为止世界上惟一得到如此殊荣的采矿公司。 西澳是美铝的氧化铝生产基地,拥有PINJANA（320万吨/年）。KWINANA（190万吨/年）、WA-GERUP（220万吨/年）三座氧化铝厂共730万吨/年的生产量,其所用矿石由美铝世界氧化铝公司下属的HUNTLY、WILLOWDALE两     

循环流化床粉煤灰与煤粉炉粉煤灰磁选除铁差异性研究

粉煤灰中氧化铁是其高值化利用过程的主要杂质,高效去除铁杂质对于粉煤灰高值利用具有重要意义。采用湿法磁选方法对循环流化床粉煤灰（CFB灰）、碳热还原循环流化床粉煤灰（R-CFB灰）及煤粉炉粉煤灰（PC灰）进行除铁研究,并对不同类型粉煤灰中铁的存在形式进行对比,最后对粉煤灰中铁的去除和铝的回收进行了考察。结果表明:CFB灰直接磁选铁的去除率仅为17.6%,PC灰直接磁选铁的去除率可达到55.8%,这与CFB中的铁主要以赤铁矿形式存在,而PC灰中的铁主要以磁铁矿形式存在有关;经碳热还原后CFB灰中的铁由赤铁矿转变为磁铁矿,在磁场强度为400 mT,磁选3次,液固比为20:1的条件下,R-CFB灰的除铁率为64.7%,,铁含量从3.4%降低到1.2%,且铝的回收率为78.6%。与PC灰磁选法除铁效果对比,经碳热还原的CFB灰可达到较高的除铁率。     

从粉煤灰中提取氧化铝无“三废”清洁工艺

从粉煤灰中提取氧化铝,并作废气、废液和废渣循环及利用,是一种粉煤灰高附加值、低污染的综合利用新工艺。在工艺流程设计的基础上,通过工艺原理分析和试验,阐述了该工艺的可行性和合理性。      

我国14座生活垃圾焚烧厂飞灰的物化特性分析

对我国东北、华北、华东和华南地区14座城市生活垃圾焚烧厂的飞灰进行了组分、热灼减率和熔融特性分析。结果表明:我国炉排炉飞灰中CaO含量最高,其质量分数达到40%~60%;Cl含量次之,质量分数为20%~30%;同时富集大量易气化的重金属。飞灰的热灼减率随温度升高而显著增加,当温度达到1200℃以上时趋于稳定,最高可达40%以上。飞灰的流动温度受SiO₂的含量影响最显著,流动温度分布在1100~1500℃内。     

再生铝?铅生产企业PCDD/Fs排放浓度与特征

研究了国内3家再生金属企业排放烟气和飞灰中PCDD/Fs排放浓度和同系物分布特征,其中两家再生铝企业?一家再生铅企业.研究结果显示:两家再生铝企业排放烟气中PCDD/Fs毒性当量浓度( I-TEQ)分别为2.14和0.88ng TEQ/Nm3,飞灰中分别为33.90和0.77ng TEQ/g;再生铅企业排放烟气和飞灰中PCDD/Fs毒性当量浓度分别为0.037ng TEQ/Nm3和0.014ng TEQ/g;两家再生铝企业排放烟气中PCDD/Fs同族体分布存在较大差异,而飞灰中PCDD/Fs同族体分布却十分相似;再生铅?铝企业排放的PCDD/Fs同系物分布特征差异较明显;且根据PCDFs与PCDDs总浓度比值大于1可以判断,二者排放PCDD/Fs的形成机理都以从头合成为主.     

粉煤灰改性及其在废水处理中的应用现状研究

粉煤灰是煤高温燃烧后的产物,在形成过程中形成了一定的多孔结构和较大的比表面积,具有一定的吸附能力,可以作为水处理材料。但由于原性粉煤灰吸附性能有限,对水中污染物的去除率较低,不能满足水处理的实际要求。因此,研究热点集中在对粉煤灰进行改性处理,增加粉煤灰中的活性组分,增大粉煤灰的比表面积,提高其性能,从而增强其对废水处理的效果。粉煤灰在废水处理领域的应用,增加了粉煤灰的综合利用途径,同时以废治废,符合节能环保政策。笔者对粉煤灰的改性方法及其在废水处理中的应用现状进行了总结,以期对粉煤灰的在废水处理中的综合利用提供参考。     

焦化废水净化及回用技术研究

以粉煤灰为吸附剂在线处理来自生化的焦化废水。处理水量１００ｔ／ｈ，粉煤灰用量１７４７ｔ／ｈ，由焦化厂锅炉连续供给。生化出口废水经粉煤灰处理后，ＣＯＤＣｒ、挥发酚、氰化物、硫化物、油、氨氮、ＢＯＤ５、色度的平均去除率５７４１％。处理后水除氨氮略高外，其余污染物均达到我国一级焦化新厂排放标准。处理后的水６０％被回用，用过的粉煤灰可制做建筑材料。     

生活垃圾焚烧飞灰的污染特性

对我国两种占主导地位的焚烧炉炉型-炉排炉和流化床产生的焚烧飞灰进行分析,包括16个采用炉排炉的主要生活垃圾焚烧厂和部分使用流化床的生活垃圾焚烧厂,对焚烧飞灰从重金属含量,氯、硫、碱含量,二英含量方面对我国生活垃圾焚烧飞灰的性质做比较全面的归纳和总结。统计结果表明炉排炉焚烧飞灰重金属含量要高于流化床焚烧飞灰,Zn的最高含量在10倍以上,均值也在7倍左右,Cu的最高值为7倍,均值为3倍,Cd,Pb,Cr,Ni的均值为7倍,4倍,4倍和1.5倍。Hg的差别最小,高出30%;炉排炉焚烧飞灰的氯、硫、碱含量全面高于流化床焚烧飞灰,炉排炉焚烧飞灰和流化床焚烧飞灰的平均氯含量分别为15.41%,1.71%,SO3的平均含量分别为10.67%,2.875%,焚烧飞灰的K2O和Na2O含量接近,炉排炉焚烧飞灰的平均含量为6.06%,5.325%,流化床焚烧飞灰的平均含量为2.43%,2.63%,两种类型的焚烧飞灰在碱含量上差别没有氯、硫大;焚烧飞灰的二英含量差别巨大,炉排炉和流化床焚烧飞灰二英含量低值比较接近,而高值炉排炉焚烧飞灰要高出流化床焚烧飞灰很多。     

高效粉煤灰水泥技术的推广潜力分析

分析了与发达国家相比,我国粉煤灰综合利用率较低的主要原因是受高效研磨技术水平的限制,影响了优质粉煤灰的生产成本。介绍了国外高效粉煤灰水泥（EMC）技术,并探讨了其在中国的推广潜力。