用高溫焙燒—鹽酸浸出法從粉煤灰中浸出鎵

滿劍奇，程立媛，李文慧，任 川，趙 昕，李彥恒,3,4

(1.河北工程大學 地球科學與工程學院，河北 邯鄲 056038；2.河北工程大學 分析測試實驗中心，河北 邯鄲 056038；3.河北工程大學 河北省資源勘測研究重點實驗室 河北省煤炭開發(fā)協(xié)同創(chuàng)新中心，河北 邯鄲 056038；4.中國煤炭地質(zhì)總局 水文地質(zhì)局，河北 邯鄲 056008)

粉煤灰為燃煤產(chǎn)生的主要固體廢棄物，其中含有大量鎵，是鎵的重要二次資源[1-3]。粉煤灰中鎵的存在形式主要有3種：少量以吸附態(tài)賦存于粉煤灰表面[4]；富集于熔融體形成的鋁硅玻璃相中；以類質(zhì)同象形式替代鋁進入莫來石晶格中[5]。而粉煤灰中經(jīng)高溫形成的莫來石和鋁硅玻璃相均有較高的化學穩(wěn)定性[6-7]，不易直接浸出。對粉煤灰進行高溫活化，破壞穩(wěn)定的Al—Si結(jié)構可提高鎵浸出率[8]。現(xiàn)有研究中，粉煤灰高溫活化過程中，多采用鈣助劑、鈉助劑[9-10]，而較少采用混合助劑。試驗研究了針對某高鋁(富鎵)粉煤灰，采用碳酸鈉、碳酸鉀混合助劑焙燒—鹽酸溶液浸出鎵，以期為含鎵粉煤灰的綜合回收提供參考。

1 試驗部分

1.1 試驗原料與試劑

試驗用粉煤灰取自山西某電廠，粉煤灰粒徑1～100 μm，主要化學成分見表1，物相分析結(jié)果如圖1所示。粉煤灰主要成分為Al2O3和SiO2，Al2O3質(zhì)量分數(shù)達45.64%，屬于典型高鋁粉煤灰，微量元素Ga質(zhì)量分數(shù)為109.50 μg/g。主要晶相礦物為莫來石(3Al2O3·2SiO2)和石英(SiO2)，非晶相礦物為鋁硅玻璃體。

表1 粉煤灰主要化學組成

圖1 粉煤灰的XRD圖譜

試劑：碳酸鈉，分析純，天津大茂化學試劑廠；碳酸鉀，分析純，天津市化學試劑供銷公司；……