李会泉,张建波,王晨晔,李少鹏,曹绍涛,胡朋朋,朱干宇

(1.中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程中科院重点实验室,北京 100190;2.湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室,北京 100190;3.中国科学院大学,北京 100049)

0 引 言

内蒙古中部、山西北部、宁夏东部等地区是我国重要的大型煤炭能源基地,其特殊古地理位置使得煤炭中大量伴生勃姆石和高岭石等富铝矿物,形成特色高铝煤炭资源,远景储量超过1 000亿t[1]。高铝煤炭经燃烧发电产生大量的高铝粉煤灰(HAFA),年产生量超过3 000万t,但综合利用率低于30%,未利用的粉煤灰大量占地堆存造成严重的环境污染与生态危害。高铝粉煤灰中蕴含丰富的铝、硅资源,其中氧化铝含量高达40%以上,潜在资源量达100亿t以上[1]。近期研究发现,高铝粉煤灰中伴生镓、锂、稀土等多种煤型-稀有金属元素[2],如内蒙古鄂尔多斯地区和山西朔州地区的高铝粉煤灰中锂含量分别达到412×10-6、267×10-6[3],具有开采利用价值。因此,研发高铝粉煤灰多种资源大规模高值化利用新技术、新途径,不但为破解大型煤炭能源基地生态环境瓶颈问题提供重大科技支撑,而且将开辟煤炭伴生无机组分综合利用新途径。

我国高度重视高铝粉煤灰多种资源综合提取与利用,将其列入《有色金属工业发展规划(2016—2020年)》[4]、《“十三五”节能环保发展产业规划》[5]。但目前高铝粉煤灰大规模消纳利用的途径仍然主要集中于建材建工利用[6-7],不但市场消纳量有限,还造成了资源严重浪费,亟待开辟高铝粉煤灰资源化利用新途径。……