粉煤灰是火电厂燃煤时排出的工业固体废弃物,堆积如山的粉煤灰不仅占用大量土地资源,污染周边生态环境,甚至威胁到公众健康。而粉煤灰富含大量的铝、硅元素及种类繁多的稀有元素,是一种高价值的二次资源。目前研究多是针对高铝粉煤灰提取氧化铝的相关研究,但是对于酸法技术路线中产生的高硅渣的高值化利用还有待进一步研究。本文以硫酸氢铵浸出粉煤灰提取氧化铝新工艺中产生的高硅渣和碳酸钠为原料制备白炭黑,并对烧结过程、溶出过程、碳酸化分解过程进行了研究。在高硅渣、碳酸钠混合烧结过程中,考察了烧结温度、烧结时间和碳酸钠过量率对二氧化硅溶出率的影响。采用响应曲面法对烧结工艺条件进行了优化,得到的最佳工艺条件为:烧结温度为1192.9K,烧结时间为120min,碳酸钠过量率为9.74%,在此条件下,二氧化硅溶出率达到87.50%。高硅渣、碳酸钠烧结反应动力学表明:在1023～1123K温度区间内,烧结过程受固体产物层内扩散控制,反应表观活化能为141.13k J/mol。在1123～1223K温度区间内,烧结过程受固体产物层内扩散控制,反应表观活化能为33.44k J/mol。在溶出过程中,主要考察了工艺条件对溶出液除杂的影响,得到的最佳工艺条件为:反应时间为1h,氧化钙加入量为6g/L,反应温度为70℃,在此条件下,铝和铁的去除率分别为87.5%和81.8%,二氧化硅损失率仅为7.3%。在碳酸化分解过程中,主要考察了工艺条件对白炭黑产品性能的影响。确定的最佳实验条件为:反应终点p H值为9,硅酸钠溶液浓度为70g/L,反应温度为70℃,二氧化碳通入速率为20ml/min,陈化时间为3h。该条件下获得白炭黑的DBP吸收值为3.11ml/g,比表面积为222.36m2/g,粒径为1.32μm,孔径为15.52nm,孔容为0.72m3/g,符合HG/T3061-2009中A类产品的要求。