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中国矿业大学学报2025年第03期:煤气化细渣活化耦合酸浸过程结构演化特性

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作者:孙振杰;唐彪;董开明;吴松涛;尤晓东;黄潇洋;刘元;张浩;田佰起;郭飞强;

单位:中国矿业大学低碳能源与动力工程学院;陕西未来能源化工有限公司;

摘要:煤气化细渣(CGFS)是一种富含Si,Al和C的无机固体废弃物.然而,其中由硅铝酸盐所形成的玻璃相具有一定惰性,且其内部包裹大量金属元素,严重影响了Si,Al,C资源的高效回收和高附加值产品的质量.为促进CGFS中Si,Al资源有效浸出并实现Si,Al,C资源的协同利用,本研究以煤气化细渣为原料,设计了基于Na_2CO_3活化的强化酸浸工艺,以提高煤气化细渣中Si,Al元素在盐酸中的浸出率.系统考察了活化温度、时间和CGFS与Na_2CO_3的质量比对Si,Al元素在盐酸中浸出率的影响.结果表明:活化温度为850℃、m(CGFS):m(Na_2CO_3)=1∶1、活化时间为60min的条件下,Al元素浸出率达到95.65%,Si元素浸出率为52.48%.采用多种表征手段分析了CGFS在活化、酸浸过程中的结构演化机理,发现Na_2CO_3活化有效破坏了CGFS中的玻璃相,释放出被包覆的金属元素,部分物相转化为易溶于酸的霞石(NaAlSiO_4)相,显著提高了后续酸浸的效率.酸浸后样品的比表面积从94.53m~2/g显著增加到462.81m~2/g,形成了大量微孔和介孔结构.Na_2CO_3活化、强化酸浸工艺可有效提高煤气化细渣中Al,Si元素的酸浸出率.

关键词:煤气化细渣;;活化;;强化酸浸;;元素浸出率;;结构演化

基金资助:国家重点研发计划项目(2023YFC3904301)