收稿日期:2009-07-17对高铝粉煤灰生产氧化铝技术及工业化生产技术路线的思考饶拴民(中煤能源集团平朔煤业有限责任公司,山西朔州036006)摘要:提出几种高铝粉煤灰生产氧化铝技术以及工业化生产的技术路线,并进行初步的比较,同时提出优化工业化生产的思路,以供同行共同讨论。关键词:粉煤灰;氧化铝;烧结法;工艺技术路线中图分类号:TF801.1文献标识码:B文章编号:100221752(2010)0121525ThinkingoverthealuminaproductiontechnologywithhighaluminiumflyashanditsindustrializedproductionRAOShuan-min(PingshuoCoalCo.,Ltd.,ChinaNationalCoalEnergyGroup,Shuozhou036006,China)Abstract:Thepaperputsforwardanumberofaluminaproductiontechnologieswithhighaluminiumflyashitsindustrializedproductionandmakesabriefcomparisonamongthem.Atthesametime,itclewstheoptimizationofindustrializedproductionaswell.Keywords:flyash;alumina;sinteringprocess;processtechnologyroute粉煤灰是煤燃烧后的固体废弃物,其主要的化学成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3以及CaO、TiO2、C和其它多种微量元素。粉煤灰中Al2O3+SiO2的质量分数约达80%,主要是Al2O3-SiO2键结合,AI2O3质量分数可达15%～40%,特别是Al2O3质量分数大于30%的高铝粉煤灰,是制备氧化铝和氢氧化铝的很好资源。由于我国经济的高速发展和人民生活水平的不断提高,我国铝工业也飞速发展。特别是进入二十一世纪,2008年我国氧化铝产量已达2278.4万吨,同时,却带来了铝土矿资源的危机,因此,利用低品位铝矿资源也越来越受到重视,特别是近几年来,利用高铝粉煤灰制备氧化铝技术在研究院所、大学和企业中热了起来。同时,国家在环境保护和资源化利用方面给与支持(财税〔2008〕156号———关于资源综合利用及其他产品增值税政策的通知),在国务院2009年5月发布的有色金属产业调整和振兴规划中明确提出,加强煤铝共生矿资源开发利用,到2011年形成100万吨氧化铝生产规模。从目前的研究和试验成果来看,要实现工业化生产,理论和技术上基本上是可行的,但是,要真正实现工业化,选择合理的技术路线、工业设计和优化性的运营等,是实现工业化生产和此产业发展的关键问题。本文就高铝粉煤灰生产氧化铝技术以及工业化生产的几种技术路线提出来,并进行初步的比较,同时提出优化工业化生产的思路,以供共同讨论。1粉煤灰的组成、结构、性质和存在形态1.1我国粉煤灰的组成1.1.1化学组成我国火电厂粉煤灰主要氧化物组成为:SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、TiO2、MgO、K2O、Na2O、SO3、MnO等,此外还有P2O5等。其中氧化硅、氧化钛来自黏土、岩页;氧化铁主要来自黄铁矿;氧化镁和氧化钙来自与其相应的碳酸盐和硫酸盐。由于煤的灰分变化范围广,而且这一变化不仅发生在同一地区不同煤层的煤中,甚至也发生在同一煤矿不同部分的煤中。因此,构成粉煤灰的具体化学含量,也就煤的产地、煤的燃烧方式和程度等不同而有所不同。1.1.2矿物组成煤粉在锅炉中燃烧时,其无机矿物经历了分解、烧结、熔融和冷却等过程。冷却后的粉煤灰基本可分为玻璃体和晶体矿物两大类。从物相分析来看,粉煤灰物相以莫来石和石英为主。由于经高温迅速冷却,所以,玻璃相在粉煤灰中占有很大的比例,由·51·2010年第1期轻金属于非活性玻璃相的存在,增加了粉煤灰利用的难度。表1粉煤灰主要化学组成,%化学成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3Na2OK2O烧失量范围34～6514～401～160～170～40～60～40～20～30均值50.8028.106.203.701.200.801.200.607.90由于粉煤灰各颗粒间的化学成分并不完全一致,因此,燃烧过程中形成的粉煤灰在排出的冷却过程中,形成不同的物相。一般来说,冷却速度较快时,玻璃体含量较多;反之,玻璃体容易析晶。可见,从物相上讲,粉煤灰是晶体矿物和非晶体矿物的混合物,其矿物组成波动范围较大。一般晶体矿物为石英、莫来石、赤铁矿、磁铁矿、氧化镁、生石灰及无水石膏等,非晶体矿物为玻璃体、无定形碳和次生褐铁矿,其中玻璃体含量占50%以上。表2粉煤灰的矿物组成,%矿物名称莫来石石英赤铁矿磁铁矿玻璃体范围2.7～34.10.9～18.50～4.70.4～13.850.2～79.0均值8.1021.201.102.8060.401.2粉煤灰的结构粉煤灰的结构是在煤...
