n(Al2O3)∶n(SiO2)对气化飞灰制备的莫来石陶瓷结构及性能的影响*

黄 俊 李寒旭，3 滕艳华 赵 帅 夏宝亮

(1.安徽理工大学化学工程学院，232001 安徽淮南；2.安徽理工大学材料科学与工程学院，232001 安徽淮南；3.合肥综合性国家科学中心能源研究院，230031 合肥)

0 引 言

煤炭在中国经济和社会发展中起着关键性的作用，煤炭气化技术是煤炭高效、清洁利用和转化的核心技术[1-2]。作为全球最大的煤气化技术应用市场，中国有将近千台气化炉在运行，总合成气产能超过30 Mm3/h，由此消耗大量的煤炭，并产生大量的固体废弃物。目前，大多数气化炉是基于水煤浆和粉煤气流床气化技术的，一部分是从炉底排出粗渣，另一部分是煤气带出细颗粒气化飞灰(GFA)，其中GFA占比为40%～60%[3]。产生的大量GFA引发了固体废弃物处理及资源化利用问题，然而当前对GFA的处理仍采用填埋处理[4-6]的方式，造成了严重的环境问题和资源浪费。因此，高效利用煤气化技术产生的GFA对煤化工的发展具有重要意义。

莫来石陶瓷因在耐高温负载和绝缘方面的优良应用，以及其具有低热膨胀率和低导热系数等特点而得到了广泛的研究。由于独特的性能，莫来石陶瓷被认为是用于气/液过滤器、催化剂载体以及分离膜和膜载体的良好候选材料[7-11]。然而天然形成的莫来石由于其严苛的形成条件在自然界中非常罕见，大多以莫来石粉[12]、蓝晶石[13]、铝土矿[14]、高岭土[15]、煤矸石[16]和粉煤灰[17]为原料人工合成莫来石陶瓷。经过国内外学者多年的研究，已经开发出了一系列相对成熟的制备方法，包括反应烧结、微波和火花等离子体烧结、发泡和凝胶浇铸、前驱体和冷冻干燥[18-20]等。……