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粉煤灰是由燃煤电厂产生的固体废弃物。近年来，随着电力工业的发展，粉煤灰的排放量急剧增长，由于得不到适当的处理，大量粉煤灰累积堆放，对环境和经济造成严重影响。因此，对粉煤灰进行有效的综合利用，是消除它对环境和经济消极影响的根本途径。
粉煤灰中含有很多有用的物质可以回收利用，其中氧化铝的含量一般可达到20％~35％，最高可达50％左右，可代替铝土矿成为一种很好的生产氧化铝的资源。采用石灰烧结法从粉煤灰中提取氧化铝成本比较高，但是假如能避开昂贵的烧结过程直接利用石灰烧结法的后半段流程提取氧化铝，那么就可以建立一条廉价的从粉煤灰中提取氧化铝的新流程。
粉煤灰中存在的化合物主要是氧化铝、氧化钙及二氧化硅，因此，准确的Al2O3-CaO-SiO2三元系的相图对研究氧化铝的生产工艺无疑起着非常重要的作用。鉴于采用普通的实验方法很难测定三元系的平衡相图，所以本文采用当今国际上通用的相图计算方法——CALPHAD，利用ThermoCalc、FactSage及Pandat热力学软件计算与评估了Al2O3-CaO-SiO2三元系的1150℃、1250℃、1350℃、1400℃和1450℃的等温截面图，同时结合计算与评估的相图，再通过相图的实验研究，来验证相图的准确性。
计算结果表明ThermoCalc和FactSage计算出来的等温截面图存在一些差异，主要原因是由于两个软件数据库中的钙黄长石(Ca2Al2SiO7)的吉布斯自由能的数值相差了二十几千焦，由此导致了相平衡计算结果的不一致。鉴于两个软件对于这个三元相图中是否存在Ca12Al14O33这一相也有差异，本文采用实验方法进行验证，结果发现，在该三元系中实际存在Ca12Al14O33这一相，Al2O3-CaO-SiO2三元系的等温截面图需要结合两个软件的计算来评估，得出合理的结论。
综合三个软件计算及实验验证的相图，在实验室模拟了从粉煤灰中提取氧化铝的生产流程，本文发现直接利用石灰烧结法的后半段从粉煤灰中提取氧化铝的新流程是可行的，可以成为一种高附加值综合利用粉煤灰的有效途径之一，并将带来很好的经济和环境效益。