【摘 要】
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作为工业固体废弃物之一的粉煤灰可用于道路回填、有价元素提取、矿物聚合材料制备等多个领域,其高附加值的应用主要是对粉煤灰进行活性激发,特别是碱性条件的激发,研究较多,但对粉煤灰在碱性溶出过程中的变化行为需深入探究,对其在溶出过程中物相和形貌变化充分了解,有利于提高粉煤灰的综合利用率。以低钙粉煤灰为原料,以其中硅、铝、钙三种元素的溶出率为考核指标,重点研究了溶出温度、反应时间、碱浓度、碱种类和固液比对
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作为工业固体废弃物之一的粉煤灰可用于道路回填、有价元素提取、矿物聚合材料制备等多个领域,其高附加值的应用主要是对粉煤灰进行活性激发,特别是碱性条件的激发,研究较多,但对粉煤灰在碱性溶出过程中的变化行为需深入探究,对其在溶出过程中物相和形貌变化充分了解,有利于提高粉煤灰的综合利用率。以低钙粉煤灰为原料,以其中硅、铝、钙三种元素的溶出率为考核指标,重点研究了溶出温度、反应时间、碱浓度、碱种类和固液比对粉煤灰中元素溶出的影响规律;通过对粉煤灰碱溶滤渣进行XRD和IR测试分析,结合SEM形貌观察,厘清了粉煤灰物相与结构在碱溶过程中的变化行为;在此基础上,对粉煤灰碱溶过程进行了动力学研究,得出了该类反应的反应能及反应类型。结果表明:在钠碱体系下,硅离子的溶出率最高为33.64%,铝离子的溶出率最高为3.56%。在钾碱体系下,掺入钾水玻璃后,硅铝的溶出率均有提升,最高硅、铝离子溶出率分别为27.62%、7.66%。钾钠混合碱体系下,硅离子的溶出率在Na OH+K2Si O3体系中达到最大值,为30.06%;而铝的溶出率则在KOH+Na2Si O3体系中达到最大值,为5.73%。元素溶出规律显示,钠碱体系有利于硅元素的溶出,钾碱体系下则有利于铝元素的溶解和释放。低钙粉煤灰在碱溶过程中的物相研究表明,在钠碱体系下,反应过程中有羟基方钠石生成,而在钾碱体系下,则会有Linde Type F（K）生成。粉煤灰与Na OH和KOH溶液反应过程符合固液动力学模型,受混合反应控制且线性拟合度良好,两种溶液中得到硅、铝表观活化能分别为15.75k J/mol、12.16k J/mol;15.60k J/mol、12.55k J/mol。图64幅;表12个;参90篇。
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