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文献综述

一、灰渣的发展历史

灰渣是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国煤炭产量大，电力生产大多以煤炭为原料。近些年，随着我国能源工业的快速发展，发电产能保持7.3%的增长率，同时电力工业的发展，大幅度的增加了灰渣的产量，造成我国灰渣总量在不断增加[1]同时也给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力[2]。

现代火力发电厂的锅炉，都用磨细的煤粉作为燃料。当煤粉喷入炉膛中，就以细颗粒或团的形式进行燃烧，充分释放热能。燃烧后的灰渣，因原煤灰分含量不同，一般占原煤质量的15%～40%。煤粉锅炉的灰渣有两种形态：一是从排烟系统中用收尘设施收集下来的细粒灰尘，叫做粉煤灰或飞灰，约占灰渣总质量的70%～85%；另一种是在炉膛黏结起来的粒状灰渣，落入锅炉底部，有的结成大块，经破碎后从炉底排出，就叫做炉底灰或灰渣，约占灰渣总重的15%～30%。其中粉煤灰是一种自然界所不存在的而由人工过程产生的粉状矿物质资源，或者说是再生矿产粉状资源[3]。

由于鼓风机在锅炉尾部的抽气作用，大量含有灰分的烟气流向炉尾。烟气温度迅速降低，因而受到了急冷作用而呈玻璃体状态，所以粉煤灰具有较高的潜在活性。在烟气被排入大气之前，烟气中细小的球形颗粒经过除尘器，被分离、收集，即为粉煤灰[4]。由于灰渣和粉煤灰的组分相似，故借鉴粉煤灰的提取方法。

二、粉煤灰的综合利用

粉煤灰主要成分为Al2O3和SiO2，二者总含量可达90%以上，其余为氧化铁、石灰，有的还有锗、钒等有价元素。综合利用粉煤灰，提取氧化铝、二氧化硅和其他有价物质，制备高附加值产品，又减少环境污染，长期受到各国的高度重视[5]。粉煤灰的综合利用近年来取得了比较大的成就，归纳起来，主要应用于以下的几个方面，粉煤灰混凝土、粉煤灰筑路和填路、粉煤灰建筑制品、粉煤灰农业方面应用及粉煤灰的精细利用。粉煤灰的精细利用方面，主要针对粉煤灰中的Al2O3和SiO2，制备高纯聚合铝、白炭黑、沸石分子筛等产品。目前我国对粉煤灰的利用，基本停留在初级利用阶段，即作为水泥的掺混料、混凝土的搅拌料、筑路填路等，利用价值低。而粉煤灰中Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3及某些稀有金属元素，这些物质的提取利用，有助于解决我国目前对白炭黑、氧化铝及稀有金属等产品的需求，同时兼有良好的经济效益[6-10]。粉煤灰中的氧化硅大多呈现非晶结构，易于苛性碱液反应生成硅酸钠，而且这种生成反应可在低温常压下进行，便于利用火电厂排放的废热蒸汽实现低能耗、无污染、清洁生产[11]。所以，在实现粉煤灰资源化综合利用时，应高度重视灰中硅资源的开发利用[12]。超细SiO2是一种高新技术的无机精细化学品，由于其具有高比表面积、蜂窝状结构、良好的化学性能等特点，近年来广泛应用于橡胶和涂料填料、催化剂载体、吸附剂以及电子类产品的绝缘材料等领域[13]。白炭黑（水和二氧化硅）具有粒径小、比表面积大、易形成高结构的聚集体等特性，主要用作橡胶的补强填充剂；在非橡胶领域，如合成树脂、塑料和涂料等行业也有着广泛的应用[14-17]。

三、提取方法

目前比较成熟的有酸浸法、碱法、酸碱联合法及其他提取方法。

3.1酸浸法