硅铝型固废物超微粉碎后的应用

　　生产高价产品

　　硅铝型废渣中常含有许多有用元素,若进行有效提取或加工成高附加值产品无疑会产生更好的经济效益和环境效益。粉煤灰中含有大量的铝、铁、硅等有用资源,其高值化利用对环境、社会、经济都有很重要的意义。高温煅烧、加不同助剂的方法从粉煤灰中提取氧化铝,找出了最佳活化剂,探讨了不同的活化方法对粉煤灰活化过程的影响及机理。结果表明,粉煤灰与碳酸钠按质量比为l∶l混合,在900 ℃煅烧活化后,粉煤灰中氧化铝的溶出率可达到90%以上。

　　粉煤灰、煤矸石、沸腾炉渣、液态渣、煤渣和硅灰这类工业固废物,含有较多的无定形或介稳态的SiO2和Al2O3,或含有少量的CaO,与火山灰相似。虽然自身难以产生胶凝作用,但其中活性SiO2和Al2O3可以被Ca(OH)2等碱或碱金属盐激发,产生一定的水硬性。火山灰是应用最早的水硬性胶凝材料。古罗马的神庙及斗兽场所用的石料都是由这类材料粘结修筑的。中国传统的三合土路面和屋基实质上也是石灰-火山灰类的胶凝材料。

　　1)作为生产水泥的原料。电解铝工业固废物铝渣的主要化学成分与铝矾土相似,因而可以替代紧缺的铝矾土,以满足白水泥熟料生产的基本要求。虽然铝渣中的有害杂质对大窑的煅烧会产生一些不利影响,如窑内液相量提早出现、下料口堵塞、窑内结皮结圈等,可以通过适当配料以及相应技术措施后有效解决,窑中的高温煅烧及置换反应也可消除这类固废物的毒性。

　　利用赤泥、脱硫灰渣、城市垃圾焚烧飞灰、粉煤灰、磷石膏等含硅、铝、硫物质的废渣生产硫铝酸盐水泥,也是一种很好的思路。硫铝酸盐水泥熟料的矿物组成以硫铝酸钙(3CaO·3Al2O3·CaSO4)和硅酸二钙(2CaO·SiO2)为主,具有凝结快、强度高、微膨胀和低收缩等特性,配制的混凝土抗渗性和抗裂性能好。其抗冻性能和抗渗透性能远高于普通硅酸盐水泥,是一种性能优良、附加值高的建筑材料。因此,它是飞机跑道、铁路、港口、路桥、码头、水坝、油井建设和建筑地下工程及冬季施工不可或缺的功能性材料。中国不少人对硫铝酸盐水泥进行了研究,并且已有公司进行规模化生产。

　　2)生产地聚物与功能材料。地质聚合物(简称地聚物)是一种新型胶凝性材料,主要通过碱激发硅铝质原料制得。20世纪70年代法国教授Joseph Davidovits首次用偏高岭土和适量激发剂混合后合成。该材料为三维网络状无机聚合物,呈以硅酸盐、铝硅酸盐为主构成的无定形玻璃相。粉煤灰、矿渣、钢渣以及煅烧后的煤矸石等固废的主要成分包括SiO2、Al2O3、CaO 等,因而调整配方后可满足地聚物网络状结构的生成条件。其形成过程主要是,在强碱激发下原料中Si—O、Al—O键断裂,已解离的玻璃体又重新形成聚合度较低的硅氧四面体和铝氧四面体,这两种四面体共用氧原子,缩聚成三维网络状无机聚合物。所添加的碱不仅有助于玻璃体溶解,碱金属离子还参与空间骨架的构建。

　　最近,中国许多学者都对粉煤灰、煤矸石、矿渣纤维和石墨尾矿为基础的相变材料基材作了多样化研究。作为填充的相变储能材料更是多样化,如铝粉/粉煤灰、石蜡、十八烷、月桂酸和纳米铜制备十八烷-月桂酸/纳米铜复合体、石蜡/铁尾矿陶瓷复合等,具有多种相转变温度。此外,在用固废制备有工业价值的白炭黑的研究方面,也取得重要进展。

　　中国目前的处理工艺主要为煅烧、浸取及分离工艺。固废物经煅烧以后,其中的高岭石转变为偏高岭石,其主要成分是无定形态的氧化铝和氧化硅,在NaOH溶液中反应生成硅酸钠,而Al元素的溶解率很小与硅相分离,因此得以提取白炭黑。许多学者都采用了类似的方法,主要在分离中采用了不同的方式以得到高质量的产品。

　　埃尔派自主研制的大型固废超音速蒸汽粉碎、多固废协同互补高值利用技术产业化成套装备等，获批山东省重点研发计划及重大科技创新工程。气流粉碎机在线清洗系统取得国家发明专利，经山东省新产品鉴定，专家评定其“填补国内空白”。该项目荣获科技部中小企业创新基金，山东省首台(套)技术装备和关键核心零部件及生产企业、潍坊市科学技术进步奖三等奖等奖项。

　　为减少客户前期投资，降低项目投资风险，提高产品竞争力，埃尔派为客户提供来料代加工服务，满足客户的多样化需求。可加工电池材料、环保脱硫、建材及固废、非金属矿、医药、食品/化妆品/保健品、精细化工、粉末冶金、高新材料以及其他材料。

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