煤气化细渣活化耦合酸浸过程结构演化特性

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Na₂CO₃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Na₂CO₃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（Na₂CO₃）=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Na₂CO₃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（NaAlSiO₄）相,显著提高了后续酸浸的效率.酸浸后样品的比表面积从94.53m²/g显著增加到462.81m²/g,形成了大量微孔和介孔结构.Na₂CO₃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