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 河北省煤炭開發協同創新中心，河北 邯鄲 056038；4.中國煤炭地質總局 水文地質局，河北 邯鄲 056008)

粉煤灰為燃煤產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；以類質同象形式替代鋁進入莫來石晶格中[5]。而粉煤灰中經高溫形成的莫來石和鋁硅玻璃相均有較高的化學穩定性[6-7]，不易直接浸出。對粉煤灰進行高溫活化，破壞穩定的Al—Si結構可提高鎵浸出率[8]。現有研究中，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，物相分析結果如圖1所示。粉煤灰主要成分為Al2O3和SiO2，Al2O3質量分數達45.64%，屬于典型高鋁粉煤灰，微量元素Ga質量分數為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；……