（云南省腾冲市第一中学，679100）
摘要：通过实验对酸法提取粉煤灰氧化铝工艺中氯化铝煅烧制备氧化铝工序进行研究，分别考察不通煅烧温度（1100℃、1200℃和1300℃）和煅烧时间（1.0h、2.0h和3.0h）对煅烧后产品的影响。利用X射线衍射对产品进行表征，在满足产品中α-Al2O3为主要组成（＞50%）的技术指标的基础上，以工艺能耗低、耗时短为评价标准，最终确定煅烧工艺技术条件为 1200℃下煅烧1.0 h，该条件下所得氧化铝产品中α-Al2O3含量达到60%，满足要求。
关键词：粉煤灰；氧化铝；煅烧
1.煤炭燃烧后产生的粉煤灰对生态环境造成了严重危害
其大量堆积占地和流失造成的空气、水质污染及土地沙化碱化等问题，世界各国都在积极寻找粉煤灰综合利用的最佳途径[1]。研究发现在我国内蒙古中西部、山西北部以及宁夏石嘴山等地区的部分煤炭资源中，煤层及矸石中有大量含铝矿物，这些高铝煤炭在火力发电厂燃烧后生成的粉煤灰中化学组成主要包括Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、K2O、Na2O等，其中Al2O3含量高达40~50%，相当于中级品位铝土矿。因此，开发利用高铝粉煤灰资源，不但可以减少粉煤灰土地占用及对环境的污染，而且可部分替代铝土矿资源，实现粉煤灰高附加值综合利用[2-4]，
从粉煤灰中提取氧化铝已经成为近年国内外研究开发的热点，主要技术可分为酸浸法和碱溶法两大类，如盐酸法、低温碱溶法、碱石灰烧结法等，其中酸法提取粉煤灰中氧化铝工艺技术简单，近年来受到研究者的广泛关注[5]。酸法提取氧化铝工艺中的六水氯化铝煅烧工序在整个工艺中能耗较高，因而优化煅烧工序，实现工艺节能的同时制备符合要求的氧化铝产品（α-Al2O3≥90%）也是粉煤灰综合利用的关键技术。
2实验方法
将六水氯化铝转移至高温管式炉中，在通入空气条件下程序升温至一定温度后煅烧，尾气通过碱液吸收瓶吸收处理。将所得产品送样检测XRD。
XRD分析仪是依靠高速运动的电子轰击金属靶子，产生X射线，利用X射线在晶态和非晶态物质中的衍射和散射效应，获得记录物质结构特征的衍射角和衍射强度构成的衍射谱，用于矿物识别和晶态状态的表征。本研究采用日本理学Rigaku D/MAX-2600pc型X-射线衍射仪分析粉煤灰物相组成，靶极为铜靶，电压为40 kV，管电流200 mA，扫描速率2 o/min。
3结果与讨论
3.1煅烧温度的影响
为煅烧温度对氧化铝物相组成的影响，将AlCl3•6H2O置于煅烧炉中分别在1100℃、1200℃和1300℃时煅烧3 h得到氧化铝产品，通过XRD测试产品物相组成。
Fig. 1 XRD spectra of alumina products at different incineration temperatures
图1分别为AlCl3•6H2O晶体在(a)1300、(b)1200和(c)1100℃时煅烧3 h得到氧化铝的XRD图谱。对比分析可以看出在1300℃和1200℃下煅烧，其产物主要为刚玉（α-Al2O3），含量分别为99%和96.3%，而1100℃时煅烧产物中含有少量刚玉，其氧化铝晶型多为δ-Al2O3、χ-Al2O3。因此，为制备α-Al2O3产品并降低煅烧能耗，煅烧温度选取1200℃为宜。
3.2煅烧时间的影响
图2分别为AlCl3•6H2O晶体在1200℃下煅烧（a）3.0 h、（b）2.0 h和（c）1 .0 h得到氧化铝产品的XRD图谱。可以看出，随着煅烧时间的增加，氧化铝产品中刚玉组分含量也随之增大，其中1200℃下煅烧1 h所得氧化铝产品中刚玉含量达到60%，另外还含有少量的χ-Al2O3和κ-Al2O3等。
4结论
通过对酸法提取粉煤灰氧化铝工艺中氯化铝煅烧制备氧化铝工序进行研究，考察了不通煅烧温度和煅烧时间对氧化铝产品的影响，考虑到工艺能耗低、耗时短的问题，最终确定煅烧工艺技术条件为 1200℃下煅烧1h，该条件下所得氧化铝产品中α-Al2O3含量达到60%，满足要求。
参考文献
[1]王佳东，翟玉春，申晓毅. 碱石灰烧结法从脱硅粉煤灰中提取氧化铝[J].轻金属，2009（6）：14-15.
[2]王富元，吴正严. 粉煤灰利用手册（第二版）[M]. 北京：中国电力出版社，2004
论文作者:黄福娣
论文发表刊物:《知识-力量》2018年11月中
论文发表时间:2018/10/26
标签：氧化铝论文; 粉煤灰论文; 氯化铝论文; 产品论文; 工艺论文; 晶态论文; 刚玉论文; 《知识-力量》2018年11月中论文;