煤炭学报

作者：李轩, 孙艺菲, 苏佩东, 秦兆伟, 赵桂峰, 张凯, 荪布日, 于博文, 阿布力克木·阿不都瓦克,

关键词：粉煤灰, 金属还原, 电化学, 非对称交流电, 浸出,

面向粉煤灰高附加值利用，探究了非对称交流电化学回收其中的金属的性能与反应机理。首先利用NH4F对粉煤灰中的主要金属元素进行低温活化，并使用乙二胺四乙酸(EDTA)溶液进行浸出处理。在此基础上，开发了一种基于改性碳毡电极的非对称交流电化学体系，用于对溶液中金属元素的电化学回收。此外，还考察了NH4F活化温度、EDTA物质的量浓度以及液固比等因素对粉煤灰中金属元素提取性能的影响。X射线衍射图谱(XRD)、电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)测试结果表明：Si—O—Al网络结构被有效破坏，导致Al、Fe、Ti弱酸提取态占比分别升至42.8%、76.5%、95.2%；反应结果显示，在活化温度为80 ℃时，Al、Fe、Ti浸出率分别为31.83%、72.08%、94.40%。进一步优化电化学回收体系发现，在0.2 mol/L EDTA、液固比15∶1、80 ℃、260 r/min的条件下，浸出效率相较于酸浸方法提高30%以上。结合Visual MINTEQ阐明EDTA与金属的配位机理，结果显示：开发的非对称交流电化学体系能够通过周期性电位调控实现“吸附−还原−再生”的协同作用，并利用功能化电极表面化学的特性，有效增强选择性，从而实现金属的有效分离及回收。此外，在优化条件下，Al与Fe的回收率分别达到95.6%与86.3%，电流效率提升40%以上。电极经5次循环使用后，通过酸洗与电化学修复，性能可恢复至85%以上。研究为粉煤灰温和高效资源化提供了新路径。

来源：2026年第2期

《煤炭学报》期刊编辑部

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