我國內(nèi)蒙古、山西等地堆存大量粉煤灰，既占用土地，又污染環(huán)境。但另一方面，粉煤灰中富含鋁和硅等有價(jià)元素，是一種潛在的二次資源。因此，若能實(shí)現(xiàn)粉煤灰的高效綜合利用，則不僅能解決環(huán)境污染問題，而且能獲取可觀的經(jīng)濟(jì)效益。然而，目前國內(nèi)外尚無經(jīng)濟(jì)高效清潔利用粉煤灰的方法或技術(shù)。為此，本文主要從粉煤灰的結(jié)構(gòu)入手，采用不同的方法處理高鋁粉煤灰，研究高鋁粉煤灰在反應(yīng)過程中的結(jié)構(gòu)演變，試圖為高效綜合利用高鋁粉煤灰提供新的思路。
　　 論文首先采用XRD、SEM和EDX等技術(shù)，從微觀層面研究了粉煤灰的結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明，粉煤灰主要由莫來石、石英和玻璃態(tài)物質(zhì)嵌布、膠結(jié)而成，采用常規(guī)的物理方法難以實(shí)現(xiàn)其解離。
　　 針對粉煤灰的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用碳熱還原法、氫氟酸法、堿焙燒法和堿溶法等對粉煤灰進(jìn)行處理，重點(diǎn)研究了處理過程中粉煤灰的結(jié)構(gòu)演變規(guī)律。研究結(jié)果表明:(1)粉煤灰中的莫來石在1600℃左右的碳熱還原過程中仍比較穩(wěn)定，難以生成碳化硅或硅鐵合金;(2)在90℃下，莫來石和玻璃態(tài)物質(zhì)均較易溶解在濃HF溶液(體積濃度30％)中，粉煤灰中Al2O3和SiO2的溶出率均達(dá)到80％以上;(3)粉煤灰與堿混合后在740℃下進(jìn)行焙燒時(shí)，莫來石和玻璃態(tài)物質(zhì)主要轉(zhuǎn)變成霞石和少量的硅酸鈉，熟料溶出時(shí)Al2O3基本不溶出，SiO2的溶出率約20％;(4)在100℃下，以NaOH溶液(C(Na2O)=200g/L）處理粉煤灰時(shí)，絕大部分玻璃態(tài)物質(zhì)被分解，粉煤灰中43％左右的SiO2進(jìn)入溶液，而莫來石相無明顯變化;隨著堿溶溫度的升高，莫來石的穩(wěn)定性減弱。180℃下，在較低濃度的NaOH溶液(C(Na2O)=50g/L)中、按CaO與SiO2分子比等于1添加石灰時(shí)，莫來石相能被有效分解，主要形成鋁雪硅鈣石(Ca5Si5Al(OH)O17H2O);當(dāng)溫度為250℃時(shí)，在高濃度的Na2CO3溶液(C(Na2O)=200g/L)中，粉煤灰中的莫來石相也能被有效分解，生成鈣霞石和沸石。論文研究結(jié)果對今后開展粉煤灰綜合利用的進(jìn)一步研究具有參考價(jià)值。

     關(guān)鍵詞：粉煤灰  結(jié)構(gòu)演變  氧化鋁  二氧化硅