无害化处理对铝灰渣化学成分与物相组成影响研究

通过X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDS),研究了原铝灰,去离子水,碳酸钠,氢氧化钠溶液水解残渣和煅烧铝灰冰晶石渣的化学组成和相组成,并对无害化处理的效果进行了研究。实验表明,在去离子水溶液中,可以从铝灰中去除34%的氮。水解后的残余物相主要是Al_(2)O_(3),Al(OH)3,MgAl_(2)O_(4),并且有未水解的AlN相。在碳酸钠溶液中,可以除去63%的氮,并且水解残余物相主要为Al_(2)O_(3),MgAl_(2)O_(4)和Al(OH)3。在氢氧化钠溶液中,可以除去100%的氮,水解残余物相为Al_(2)O_(3),Al(OH)3,MgAl_(2)O_(4)和Na2Al_(2)O_(4)。在去离子水溶液中,将AlN水解产物Al(OH)3涂覆在AlN颗粒的表面上,这会阻止水与AlN颗粒之间的接触。在碳酸钠溶液中,存在氮化铝和碳酸铝的双重水解过程,并且碳酸铝的水解释放出二氧化碳,水解脱氮率高于去离子水溶液。在氢氧化钠溶液中,AlN水解,AlN直接与NaOH反应。产品为水溶性铝酸钠,受溶质渗透和浓度差扩散的影响。在冰晶石存在下,AlN被氧化成Al_(2)O_(3),Al_(2)O_(3)溶解在冰晶石中形成Al_(2)OF_(10)^(6-),Al_(2)OF_(8)^(4-),AlO_(5)^(4-),AlOF_(3)^(2-),AlO_(5)^(4-)和AlOF_(2)^(-)络合物离子,破坏了AlN表面的Al_(2)O_(3)涂层。

高纯铝灰溶出行为与物相转化规律研究

采用XRF、SEM、XRD等分析方法研究了盐酸溶出高纯铝灰物相转化规律。结果表明,高纯铝灰主要由长条状、柱状、棒状、球状颗粒组成,物相为Al、Al_(2)O_(3)、Al_(2)OC、BaO等,盐酸浸渣物相为AlN、Al_(2)O_(3)、Al(OH)_(3)。在盐酸中,溶出率随液固比增大和温度升高而增大,在65℃时达最大值。酸浸时,含Al物相转化为[AlCl_(3)(H_(2)O)_(6)]。聚铝形成时,结构由四面体、八面体向高聚体转化。由羟基形成六元环稳定结构,单聚体以一个顶点H与六元环上羟基聚合,形成外挂式多维网状结构。