Al-,2-O-,3--CaO-SiO-,2-三元體系相圖的研究.pdf

1、粉煤灰是由燃煤電廠產(chǎn)生的固體廢棄物。近年來，隨著電力工業(yè)的發(fā)展，粉煤灰的排放量急劇增長，由于得不到適當(dāng)?shù)奶幚?，大量粉煤灰累積堆放，對環(huán)境和經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重影響。因此，對粉煤灰進(jìn)行有效的綜合利用，是消除它對環(huán)境和經(jīng)濟(jì)消極影響的根本途徑。 粉煤灰中含有很多有用的物質(zhì)可以回收利用，其中氧化鋁的含量一般可達(dá)到20％~35％，最高可達(dá)50％左右，可代替鋁土礦成為一種很好的生產(chǎn)氧化鋁的資源。采用石灰燒結(jié)法從粉煤灰中提取氧化鋁成本比較高，但是假

2、如能避開昂貴的燒結(jié)過程直接利用石灰燒結(jié)法的后半段流程提取氧化鋁，那么就可以建立一條廉價的從粉煤灰中提取氧化鋁的新流程。 粉煤灰中存在的化合物主要是氧化鋁、氧化鈣及二氧化硅，因此，準(zhǔn)確的Al2O3-CaO-SiO2三元系的相圖對研究氧化鋁的生產(chǎn)工藝無疑起著非常重要的作用。鑒于采用普通的實(shí)驗方法很難測定三元系的平衡相圖，所以本文采用當(dāng)今國際上通用的相圖計算方法——CALPHAD，利用ThermoCalc、FactSage及Pand

3、at熱力學(xué)軟件計算與評估了Al2O3-CaO-SiO2三元系的1150℃、1250℃、1350℃、1400℃和1450℃的等溫截面圖，同時結(jié)合計算與評估的相圖，再通過相圖的實(shí)驗研究，來驗證相圖的準(zhǔn)確性。 計算結(jié)果表明ThermoCalc和FactSage計算出來的等溫截面圖存在一些差異，主要原因是由于兩個軟件數(shù)據(jù)庫中的鈣黃長石(Ca2Al2SiO7)的吉布斯自由能的數(shù)值相差了二十幾千焦，由此導(dǎo)致了相平衡計算結(jié)果的不一致。鑒于兩

4、個軟件對于這個三元相圖中是否存在Ca12Al14O33這一相也有差異，本文采用實(shí)驗方法進(jìn)行驗證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在該三元系中實(shí)際存在Ca12Al14O33這一相，Al2O3-CaO-SiO2三元系的等溫截面圖需要結(jié)合兩個軟件的計算來評估，得出合理的結(jié)論。 綜合三個軟件計算及實(shí)驗驗證的相圖，在實(shí)驗室模擬了從粉煤灰中提取氧化鋁的生產(chǎn)流程，本文發(fā)現(xiàn)直接利用石灰燒結(jié)法的后半段從粉煤灰中提取氧化鋁的新流程是可行的，可以成為一種高附加值綜合利用