亞熔鹽法粉煤灰提鋁清潔工藝硫行為研究.pdf

1、粉煤灰是我國排放量最大的單一固體廢棄物，其堆存造成了嚴重的環(huán)境和社會問題。我國西北地區(qū)發(fā)現的高鋁粉煤灰，儲量豐富，是一種優(yōu)良的非傳統(tǒng)提鋁資源。中國科學院過程工程研究所成功開發(fā)了亞熔鹽法粉煤灰提鋁新技術，實現了高鋁粉煤灰中Al2O3的高效清潔提取。但是，其中硫雜質對新工藝的影響及其控制方法尚不明晰。因此，本文以亞熔鹽法粉煤灰提鋁工藝中雜質硫為研究對象，開展了新工藝中硫行為的應用基礎研究，重點研究了粉煤灰中硫的賦存形態(tài)、亞熔鹽工藝系統(tǒng)中硫酸

2、鈉的出口、Na2SO4在NaOH溶液和鋁酸鈉溶液中的相平衡，以及硫酸鈉在鋁酸鈉溶液中的結晶動力學規(guī)律。論文取得的主要創(chuàng)新性進展如下:
　　 (1)查明了亞熔鹽法粉煤灰提鋁工藝原料粉煤灰中硫的賦存形態(tài)。研究結果表明，爐前煤經循環(huán)流化床鍋爐燃燒后變?yōu)榉勖夯?，其中含硫礦物轉化為硫酸鈣和鈣礬石，這與鋁土礦中硫的賦存形態(tài)顯著不同，最終粉煤灰中的硫進入亞熔鹽工藝中轉化為硫酸鈉;
　　 (2)根據硫酸鈉在亞熔鹽工藝中雜質硫的物質流分析

3、，確定了硫酸鈉在亞熔鹽工藝系統(tǒng)的出口為即脫鋁渣洗液蒸發(fā)器排鹽和鋁酸鈉溶液脫硅渣;
　　 (3)測定了80℃ Na2SO4-NaOH-H2O三元體系相圖以及Na2SO4在苛性比為12和15的鋁酸鈉溶液中的溶解度曲線，為硫酸鈉的脫除提供了理論依據基礎。相圖研究結果表明，Na2SO4在堿溶液中的溶解度隨NaOH濃度增大單調減小，當NaOH濃度達到33％時，其中Na2SO4的溶解度降低到1％;在NaOH濃度低于72.97％時所對應的平衡

4、固相是Na2SO4（無水硫酸鈉），NaOH濃度高于75.80％時對應的平衡固相是NaOH。80℃時Na2SO4在苛性比為12和15的鋁酸鈉溶液中的溶解度數據表明，Na2SO4在兩個體系中的溶解度曲線變化趨勢與氫氧化鈉體系趨勢相同;氧化鋁的加入對Na2SO4在NaOH溶液中的溶解度沒有明顯影響;
　　 (4)通過對硫酸鈉在鋁酸鈉溶液中結晶動力學的研究，發(fā)現硫酸鈉在鋁酸鈉溶液中不存在明顯的過飽和性，建立了亞熔鹽體系中硫酸鈉的脫除方法