碳含量對煤矸石活化及酸浸提鋁的影響

作者：曹麗瓊,張麗宏,郭彥霞,程芳琴

摘要：以煤矸石為原料提取氧化鋁是煤矸石高值利用的主要途徑之一,熱活化可有效激發煤矸石中含鋁礦物的反應活性,提高酸浸過程中鋁的溶出率,是一種行之有效的活化方式。但該過程會受煅燒溫度、氧氣濃度、有機碳等因素影響。筆者考察了不同氧氣濃度、煅燒溫度對煤矸石熱活化酸浸提鋁效率的影響,并對比了煤矸石和無煙煤調配煤矸石中碳含量對煤矸石熱活化酸浸提鋁效率的影響。結果表明,增加氧氣濃度(0~21%)可顯著提高煤矸石熱活化后鋁的浸出率,氧氣濃度提高到21%,即接近空氣氣氛中煅燒時,鋁浸出率達到74.24%,氧氣濃度進一步提高到50%時對鋁浸出率的影響不大。煅燒溫度在600~900℃,隨煅燒溫度升高,煅燒后煤矸石的氧化鋁浸出率呈先升高后緩慢下降的趨勢;煅燒溫度為700℃時,氧化鋁浸出率最高,為72.99%;煅燒溫度提高到900℃時,鋁浸出率大幅度降低,僅為31.77%。煤矸石的燒失量主要是由于碳質等有機質燃燒造成的,對活化后鋁的浸出率有一定影響,燒失量隨氧氣濃度(0~21%)和煅燒溫度的提高而增加,增大燒失量有利于提高鋁浸出率,主要因為焙燒過程中產生的氣體釋放量增大,煤矸石變得疏松,使得活性組分與酸的接觸更加充分,從而有利于鋁的浸出。煤矸石和配碳煤矸石中碳含量對煤矸石熱活化酸浸提鋁效率有一定影響且規律相似,碳含量低于23%時,鋁浸出率隨碳含量的增加而降低;碳含量高于23%時,鋁浸出率隨碳含量的增加而提高。

發文機構：山西大學資源與環境工程研究所國家環境保護煤炭廢棄物資源化高效利用技術重點實驗室

關鍵詞：煤矸石碳量熱活化鹽酸酸浸鋁浸出率coal ganguecarbon contentthermal activationhydrochloric acid leachingaluminum extraction rate

分類號： X705[環境科學與工程—環境工程]