刘康，薛济来，刘亮，罗文博，缪骏，朱骏

（北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083）

引 言

有效利用燃煤热电厂富Al 粉煤灰生产Al2O3不但可减少粉煤灰排放对生态环境的危害，还可能缓解目前面临的铝土矿资源短缺问题[1-2]，因此研究开发粉煤灰提取Al2O3新工艺对环境保护、资源保障与铝工业可持续发展均具有重要意义。目前粉煤灰提取Al2O3的工艺方法主要有碱法[3-4]、酸法[5-9]、混合法[10-11]及硫酸铵法[12-13]等，其中酸法工艺对设备材料抗腐蚀性要求较高，但流程短、渣量少，具有形成良好减排循环工艺的潜在优势。牟文宁[14]曾研究粉煤灰硫酸焙烧生产氧化铝过程，探讨了工艺设备技术可行性；Bai 等[15]研究报道了浓硫酸处理粉煤灰过程中相关物相及形貌的变化。前期研究发现浓硫酸焙烧过程[16]是粉煤灰提取Al2O3工艺中的关键步骤，对熟料Al 转化率及Al2O3回收率有直接影响。目前文献中浓硫酸焙烧法大都利用纯酸来处理粉煤灰，有关焙烧过程不同酸浓度的作用尚未见报道；焙烧过程反应机理及动力学对该流程酸耗、Al 转化率均有重要影响，而对此方面还缺乏深入研究，与工艺设计和反应过程参数调控相关的技术数据亦甚为匮乏。

本研究首先考察硫酸浓度、酸灰质量比、温度和时间等参数对焙烧过程Al 转化率的影响规律，然后采用TG/DSC 法进一步研究焙烧过程反应，并结合Kissinger 微分法和Ozawa 积分法获取相关动力学参数，为粉煤灰硫酸焙烧法提取Al2O3焙烧工艺设计和过程优化提供理论参考和基础数据。……