Este trabalho apresenta um estudo de corrosão da armadura induzida por carbonatação em concretos com elevados teores de cinza volante, utilizando-se para isso a técnica de resistência de polarização. Selecionou-se para a pesquisa quatro relações água/aglomerante (0,44, 0,48, 0,55 e 0,65) e quatro teores de substituição de cimento (clínquer + gesso) por cinza volante (0,15, 30 e 45%). Foi também escolhido para comparação o cimento CPIV 32. Os corpos-de-prova foram curados por 28 dias, sazonados por 22 dias e então carbonatados em ambientes com 5 e com mais de 50% de CO2, por um período 223 dias. Após, os concretos foram parcialmente imersos durante 35 dias. Os ensaios de resistência de polarização foram feitos durante todo o período de carbonatação e imersão parcial. Paralelamente, romperam-se corpos-de-prova por compressão axial, determinou-se profundidades carbonatadas e monitorou-se as massas dos corpos de prova usados para ensaio de resistência de polarização. Realizou-se também análises complementares de microestrutura, utilizando-se as técnicas de difração por raios-X, fluorescência de raios-X, microscopia eletrônica de varredura por elétrons retroespalhados, análises com EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) e espectroscopia Raman. Os experimentos realizados possibilitaram identificar o efeito significativo da variação do teor de cinza volante para a corrosão da armadura. Os resultados assim obtidos também permitiram constatar o efeito significativo do teor de CO2 para os resultados de potencial de corrosão e de densidade de corrente de corrosão. Os resultados obtidos neste trabalho evidenciaram a importância de cada vez mais se buscar a realização de ensaios que reproduzam o máximo possível condições de exposição das estruturas no ambiente. / This work presents a study of corrosion of reinforcing steel induced by carbonation in concretes containing fly ash. Four water-binder ratios (0,44; 0,48; 0,55 and 0,65) and four clinker (clinker + gypsum) replacements of fly ash (0;15; 30 and 45%) were selected. It was also chosen CPIV 32 cement to study. After 28 days kept in the moist curing room, the samples were carbonated during 223 days in a CO2 atmosphere with 5% and more than 50% of CO2 After the carbonation period, the concretes samples were partially immersed during 35 days in potable water. Linear polarization resistance tests were made during the whole carbonation and partial immersion periods. Moreover, compressive strength tests were made, depth of carbonation in concretes were determined and the masses of samples used in linear polarization resistance tests were monitored. Even microstructure complementary analyses were made using X-ray diffraction (DRX) techniques, X-ray fluorescence (FRX), electronic microscopy using backscattered electrons and energy dispersive spectroscopy analyses and Raman spectroscopy. Based on the accomplished tests it’s possible to identify the significant effect of the fly ash level replacement in concrete on the reinforcing steel corrosion. The thus gotten results also had of allowed evidencing the significant effect of the CO2 concentration on the results of corrosion potential and corrosion current density.

O objetivo deste trabalho é o estudo da cinza leve do carvão mineral da região de Criciúma (SC) para a sua utilização como fonte de matéria-prima na fabricação de placas cerâmicas para revestimento. Na cinza foram realizadas as seguintes análises: química, mineralógica, granulométrica, de área superficial específica e dilatométrica. Partindo destes resultados, foram definidas formulações do material em estudo com matérias-primas tradicionais. As formulações foram otimizadas com o desígnio de atender quesitos técnicos que viabilizassem o seu processamento e a obtenção de propriedades tecnológicas dos produtos cerâmicos após queima. Com teores de cinza variando entre 20 e 80% em peso, as formulações foram conformadas por prensagem uniaxial simples, secadas e queimadas a 11500C. Todas as formulações contendo até 60% em peso de cinza apresentaram atributos suficientes para o seu processamento e atingiram propriedades tecnológicas para serem aplicadas na fabricação de placas cerâmicas para revestimento, atendendo a norma NBR 13818 (ABNT, 1997) nos diversos grupos de absorção (prensado). Os resultados obtidos indicam que a cinza de carvão mineral incorporada à matériasprimas tradicionais para a obtenção de massas cerâmicas apresenta grande potencial em uma utilização como matéria-prima de placas cerâmicas para revestimento. / The objective of this work is the study of the fly ash of the mineral coa/ from the region of Criciúma (SC) for its use as raw material source in the manufacture of ceramic files. Fly ash was analyzed by the following tests: chemical, mineralogical, grain size distribution, specific superficial area and dilatometric. In according with these results were defined batches containing the f/y ash and traditional raw materiais. The batches had been optimized with the design to suit technical queries feasibly their processing and obtaining technological properties of the ceramic products after it burned. With fly ash quantity varying between 20 and 80% in weight, the batches had been conformed by uniaxial pressing, drying and they were burned at 1150°C. AI/ the batches containing up to 60% in weight of fly ash had presented enough attributes for their processing and they had reached technological properties for use in the manufacture of ceramic files, in according of standard N8R 13818 (A8NT, 1997) from groups of absorption (pressed) 8/b, 811a, 81/b and 8111. The results indicate that the incorporated fly ash added on the batches have great potential for use as raw material on cera mie files.

A utilização do concreto auto-adensável (CAA) vem aumentando consideravelmente, no Brasil e no mundo. Com isso, há mais interesse em estudos práticos e teóricos a respeito do material, porém a maioria realizada está centrada em propriedades mecânicas da mistura no estado endurecido. Poucos estudos estão voltados para uma das áreas de maior lacuna: a dosagem. Os métodos de dosagem existentes para o CAA ou são experimentais, baseados na experiência do executor, ou são dependentes de tabelas determinadas a partir de materiais de difícil reprodução em outros locais. Com o intuito de ajudar a resolver este problema, foi proposto um método de dosagem experimental para CAA nesta tese. Este método visa a dosagem de CAA através de ensaios simples que determinem a composição dos agregados, de forma que o empacotamento granular apresente a menor quantidade de vazios possível, a fim de se minimizar o consumo de pasta na mistura. O método utiliza conceitos novos e já consagrados de outros métodos, como o IPT/EPUSP (Helene e Terzian, 1992), o proposto por Tutikian (2004), o de O´Reilly (1992) e o Modelo de Empacotamento Compressivo (CPM) (De Larrard, 1999). Para a comprovação da eficácia deste método, foram dosadas seis famílias de CAA, sendo três com areia fina e outras três com cinza volante, formando pares dosados por diferentes métodos. Entre as seis famílias, duas utilizaram o método de Tutikian (2004) e quatro o método proposto, porém primeiramente com uma faixa de agregado graúdo e após com duas granulometrias de brita, proporcionando famílias com o esqueleto granular mais compacto. Por fim, foi realizada uma família de concreto convencional (CCV). Os CAA dosados através deste novo método são de obtenção mais simples e menos trabalhosa, dependendo menos da experiência do executor, e os resultados mostraram que estes podem ser mais econômicos e com as propriedades no estado endurecido similares ou até vantajosas em relação às dos CCV e a dos outros CAA, principalmente o com duas granulometrias de agregado graúdo. / The utilization of self compacting concrete (SCC) has been increasing considerably throughout Brazil and the world. Hence, there has been more interest in theoretical and practical studies regarding the issue; however, the majority of such studies have been focused on the mechanical properties of the mixture in the hardened state. Very few studies have been focused on the subject of the dosage. The existing methods of dosage for SCC are either experimental, based on the experience of the executor, or are dependent on customized charts based on local materials which are very difficult to reproduce. With the intention to aid in the solution of this problem, an experimental dosage method was proposed in this thesis. This method aims at the dosage of SCC through simple tests that determine the composition of the aggregates, so that the packing density presents the least amount of voids, in order to minimize the consumption of binder in the mixture. The method uses new concepts and some concepts already determined from other methods, such as the IPT/EPUSP (Helene e Terzian, 1992), the one proposed by Tutikian (2004), the O´Reilly (1992) and the Compressive Packing Model (CPM) (De Larrard, 1999). In order to substantiate the efficienty of this method, six families of SCC were carried out, three of those with fine sand and the remaining three with fly ash, forming three pairs dosed by different methods. Amongst the six families, two used the Tutikian method (2004) and the other four families used the proposed method, which were divided into two subgroups; two with one class of gravel and the remaining subgroup utilizing two classes of gravel, supplying each family with a more compact granular skeleton. As a control group, a test family of conventional concrete (CCV) was produced. The SCC designed through this new method is simpler to obtain and requires less labor, depending less on the experience of the executor. The results present themselves as more economical and with the properties in the hardened state quite similar or even enhanced in relation to the ones of the CCV and the other SCC, specially with two classes of gravel.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O uso de carvão mineral como fonte energética tem como consequência a geração de cinzas volantes, que é atualmente um dos resíduos mais gerados no Brasil. A primeira fase deste estudo consistiu em aplicar diferentes cinzas volantes de carvão provenientes de usinas termelétricas brasileiras na síntese de material zeolítico usando tratamento hidrotérmico clássico bem como caracterizar físico-quimicamente os produtos e as matérias primas. O conteúdo dos principais compostos formadores de estruturas de zeólitas, SiO2 e Al2O3, correspondeu acima de 70% para todas as amostras de cinzas. As cinzas apresentaram composição mineralógica similar com a presença de quartzo, mulita, hematita e magnetita. O tipo de zeólita formado por tratamento hidrotérmico variou em geral com a composição química das cinzas precursoras. Zeólitas NaP1 foram possíveis de serem sintetizadas somente usando-se matérias primas com baixo teor de ferro e cálcio. A zeólita X, por sua vez, foi obtida a partir de amostras com elevados teores de alumínio. Os valores de capacidade de troca catiônica (CTC) das zeólitas foram maiores do que os valores encontrados para as cinzas devido à elevada área específica e menor relação SiO2/Al2O3. Na segunda fase do estudo, zeólitas A e X com grau de pureza entre 88 e 100%, respectivamente, foram sintetizadas pelo método de duas etapas com fusão prévia utilizando-se dois tipos de cinzas de carvão brasileiras com diferentes composições químicas e sem tratamento prévio. Não foram utilizadas sementes ou agentes direcionadores de estrutura durante a síntese. Um roteiro geral para a síntese de zeólitas A e X com elevado grau de pureza foi elaborado baseando-se nos estudos relatados na segunda fase deste estudo. Verificou-se por meio dos estudos de composição mineralógica e morfologia que o método de duas etapas com fusão prévia das cinzas é responsável pela síntese de materiais mais puros e uniformes quando comparados aos materiais sintetizados pelo tratamento hidrotérmico clássico. Os valores da relação Si/Al molar calculados para todas as zeólitas com elevado grau de pureza foram próximos aos valores teóricos presentes em literatura e seus valores de CTC representaram um aumento de 1,9 a 3,0 vezes com relação às zeólitas sintetizadas pelo tratamento hidrotérmico clássico. Um estudo da possibilidade de reaproveitamento da solução remanescente de síntese hidrotérmica clássica foi realizado. Os materiais zeolíticos resultantes apresentaram misturas de fases de zeólitas A, X e Sodalita. O projeto de uma planta em escala piloto para a produção de material zeolítico usando cinzas de carvão como matéria prima contendo a descrição do processo e a lista de equipamentos e materiais básicos é também apresentado na tese. Este projeto poderá servir de base para as usinas termelétricas a carvão que desejam agregar valor às cinzas volantes produzidas em grande escala. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Nesta dissertação foi estudada a zeólita sintetizada a partir de cinzas leves de carvão como um potencial adsorvente para a remoção de corante reativo preto 5 (RP5). Ensaios cinéticos e de equilíbrio foram realizados visando obter-se as melhores condições para a adsorção deste corante, e verificou-se a influência dos seguintes parâmetros: efeito do tempo de contato, concentração inicial do corante, dose do adsorvente, pH da solução aquosa, adição dos sais NaCl e Na2SO4 e temperatura. O tempo de equilíbrio foi alcançado após 420 min. Os dados de adsorção foram ajustados melhor ao modelo cinético de pseudo-segunda-ordem. Para o sistema corante/adsorvente foi aplicado o modelo de isoterma de adsorção de Langmuir, apresentando capacidade de adsorção máxima de 0,685 mg g-1. Os dados experimentais mostraram uma alta porcentagem de remoção de 47,7 a 88,1% de RP5 sobre a zeólita. A alta porcentagem indicou que o material zeolítico apresenta potencial para ser usado como adsorvente na remoção de corantes azo reativo de indústrias têxteis. Os parâmetros termodinâmicos foram avaliados e demonstraram que o processo de adsorção do RP5 sobre a zeólita é espontâneo e exotérmico. Os experimentos adicionando os sais foram realizados para uma melhor simulação das condições reais do efluente. Os resultados mostraram que o equilíbrio de adsorção do RP5 sobre a zeólita na presença de sais foram alcançados em um tempo menor e que quanto maior a concentração dos sais na solução, maior a capacidade de adsorção. O resultado obtido na avaliação da toxicidade pelo microcrustáceo Daphnia similis, o tratamento de adsorção com zeólita se mostrou extremamente favorável5 reduzindo a carga tóxica e cor do efluente aquoso. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A contaminação do solo tem sido motivo de preocupação ambiental e de saúde pública, uma vez que o homem depende do seu uso para sobreviver. O resíduo de cinza de carvão, gerado da queima de carvão em usina termoelétrica, é uma das fontes contaminadoras do solo quando disposto de forma inadequada. Os elementos tóxicos da cinza de carvão, quando depositada sobre o solo e exposta à chuva, podem ser lixiviados da cinza para o solo. No solo estes elementos podem ser sorvidos, transportados para a água subterrânea e superficial ou absorvido pelas plantas, o que pode contaminar estas matrizes ambientais. O objetivo do estudo foi avaliar a mobilidade de As, Cd, Mo, Pb e Zn em colunas de Latossolo argiloso com cinza de carvão sobreposta ao solo e avaliar se a retenção destes elementos provoca a contaminação do solo. As colunas foram percoladas com uma solução ácida com pH 4,5 para simular água de chuva, por períodos de 168 e 336 dias. As amostras de cinza de carvão, solo e percolado das colunas foram analisadas quanto à concentração dos elementos e as características físicas, químicas e mineralógicas. O Pb não foi lixiviado da cinza de carvão, portanto, o solo e percolado do solo não foram contaminados por este elemento. Os elementos As, Cd, Mo e Zn foram lixiviados da cinza de carvão e não foram detectados no percolado das colunas, indicando que estes elementos ficaram retidos no solo. A concentração do Mo no solo não foi detectada acima do limite de quantificação do método. A concentração dos elementos foi comparada com os valores orientadores para solos estabelecidos pela CETESB. A maior parte do Zn detectado no solo foi proveniente do próprio solo utilizado no preparo da coluna e a concentração deste elemento no solo foi abaixo do valor de referência (60 mg kg-1). A concentração do Cd no solo foi acima do valor de referência (<0,5 mg kg-1) e abaixo do valor de intervenção (3 mg kg-1). A concentração do As no solo foi acima do valor de intervenção (35 mg kg-1), sendo o único elemento crítico do ponto de vista ambiental. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

No presente estudo obteve-se com sucesso o compósito zeólita:magnetita usando-se como material de partida sulfato ferroso para síntese da magnetita e cinzas leves de carvão para síntese da fase zeolítica. A zeólita foi sintetizada por tratamento hidrotérmico alcalino e as nanopartículas de magnetita foram obtidas pela precipitação de íons Fe2+ em uma solução alcalina. Uma reprodutibilidade foi alcançada na preparação de diferentes amostras do nanocompósito zeolítico. O material foi caracterizado pelas técnicas de espectrometria de Infravermelho, difratometria de raios-X de pó, fluorescência de raios-X, microscopia eletrônica de varredura com a técnica de EDS, massa especifícia e área específica e por outras propriedades físico-químicas. O compósito era constituído pelas fases zeolíticas hidroxisodalita e NaP1, magnetita, quartzo e mulita das cinzas remanescentes do tratamento alcalino e magnetita incorporada na sua estrutura. A capacidade de remoção de U(VI) de soluções aquosas sobre o compósito zeólita:magnetita foi avaliada pela técnica descontínua. Os efeitos do tempo de contato e da concentração inicial do adsorbato sobre a adsorção foram avaliados. Determinou-se o tempo de equilíbrio do sistema e foram avaliados os modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e o modelo de difusão intrapartícula. Um tempo de contato de 120 min foi suficiente para a adsorção do íon uranilo alcançar o equilíbrio. A velocidade de adsorção seguiu o modelo cinético de pseudo-segunda-ordem, sendo que a difusão intrapartícula não era a etapa determinante do processo. Dois modelos de isotermas de adsorção, os modelos de Langmuir e de Freundlich, também foram avaliados. O modelo de Langmuir foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais. A partir do modelo cinético e da isoterma que melhor descreveram o comportamento do sistema foi possível calcular os valores teóricos para a capacidade máxima de adsorção do U(VI) sobre o compósito zeólita:magnetita. As capacidades máximas de remoção calculadas foram de 20,7 mg.g-1 pela isoterma de Langmuir e de 23,4 mg.g-1 pelo modelo cinético de pseudo-segunda ordem. O valor experimental obtido foi 23,3 mg.g-1. / Within this work, a magnetic-zeolite composite was successfully synthesized using ferrous sulfate as raw material for the magnetic part of the composite, magnetite, and coal fly ash as raw material for the zeolitic phase. The synthesis of the zeolitic phase was made by alkali hydrothermal treatment and the magnetite nanoparticles were obtained through Fe2+ precipitation on alkali medium. The synthetic process was repeated many times and showed good reproducibility comparing the zeolitic nanocomposite from different batches. The final product was characterized using infrared spectroscopy, powder X-ray difraction, X-ray fluorescence, scanning electron microscopy with coupled EDS. Specific mass, specific surface area and other physicochemical proprieties. The main crystaline phases found in the final product were magnetite, zeolites types NaP1 and hydroxysodalite, quartz and mulite, those last two remaing from the raw materials. Uranium removal capacity of the magnetic zeolite composite was tested using bathc techniques. The effects of contact time and initial concentration of the adsorbate over the adsorption process were evaluated. Equilibrium time was resolved and the following kinectics and difusion models were evaluated: pseudo-first order kinectic model, pseudo-second order kinectic model and intraparticule difusion model. A contact time of 120 min turned out to be enough to reach equilibrium of the adsorption process. The rate of adsorption followed the pseudo-second order model and the intraparticle diffusion didnt turned out to be a speed determinant step. Two adsorption isotherms models, the Langmuir model and the Freundlich model, were also evaluated. The Langmuir model was the best fit for the obtained experimental data. Using the best fitted adsorption isotherm and kinectic model, the theorical maximum adsorption capacity of uranium over the composite was determined for both models. The maximum removal capacity calculated was 20.7 mg.g-1 for the Langmuir isotherm and 23.4 mg.g-1 for the pseudo-second order model. The experimental value attained was 23,3 mg.g-1.

O presente trabalho reúne elementos para projeto de precipitadores eletrostáticos, com dados levantados de cinzas volantes provenientes da combustão de gases em caldeiras de carvão mineral. Os objetivos desta pesquisa são construir um dispositivo padronizado para medição da resistividade ôhmica de materiais, levantar dados de resistividade ôhmica das cinza volantes de carvão mineral utilizado no Brasil e, com estes dados, listar recomendações sobre cuidados no dimensionamento de precipitadores (cálculo da área de captação), quando este equipamento é posicionado após uma caldeira que queima o carvão mineral nacional. A metodologia utilizada foi baseada em norma americana ASME, em que o pó (material a ser testado) é colocado sobre eletrodos de descarga e de coleta, uma alta tensão elétrica é aplicada até atingir a tensão de ruptura elétrica e neste instante é medida a resistividade. A construção do experimento e procedimento de execução foram seguidos conforme esta norma. O material de teste foi coletado de precipitadores eletrostáticos existentes na região Sul do Brasil, onde o carvão mineral tem seu uso freqüente. Os resultados apresentaram baixos valores para resistividade da cinza volante nacional, se comparados com resultados de carvões de outros países. Sua variação em função da temperatura segue a tendência de cinza volantes de outros países, ou seja, aumento da resistividade ôhmica com o aumento da temperatura. Foram realizados também experimentos com material retirado de precipitadores eletrostáticos acoplados a caldeiras de biomassa, que forneceram valores de resistividade ainda menores do que os do carvão mineral nacional. O material de teste, composição química e processo de coleta foram totalmente caracterizados, disponibilizados e uma análise completa pôde ser realizada, fato inédito no Brasil. Esses resultados permitiram listar recomendações visando o projeto de precipitadores eletrostáticos acoplados a caldeiras que queimam carvão mineral nacional. / This report is a collection of elements to be used in the design of Electrostatic Precipitators, with experimental data of fly ashes from combustion gases of Mineral Coal Fired Boilers. The aims of this research are to construct a standard device to measure the ohmic resistivity of materials, to get data of ohmic resistivity of fly ashes from mineral coals used in Brazil and with this data, to list recommendations about the key points to size electrostatic precipitators (calculation of specific collection area), when this equipment is arranged after one boiler that burns Brazilian mineral coals. The method used was based on the ASME Standard, in which the fly ash (material to be tested) is put between the discharge and the collecting electrodes, a high electrical tension is applied until the electrical break down tension to be reached; at this moment, the resistivity is measured. The construction of this device and the experimental procedure were conducted according to this standard. The tested materials were collected from existing Electrostatic Precipitator of South of Brazil, where the mineral coal is commonly used. The results indicated low values of ohmic resistivity of the Brazilian fly ashes, if compared to results of coals from other countries. Its variation with the temperature has the same behavior of fly ashes from other countries, i.e., the ohmic resistivity increases when the temperature increases. It was also executed tests with particulate materials from electrostatic precipitator of biomass boiler whose ohmic resistivity is lower than the Brazilian mineral coal. The tested material, chemical composition, and collecting process were totally described, available and a full analysis can be executed; these data are inedita in Brazil. These results allow to list the recommendations to design Electrostatic Precipitators for Brazil Mineral Coal Fired Boilers.

Low level nuclear waste arising from UK nuclear sites, research establishments, hospitals and industry is currently disposed of at the Drigg Disposal Facility in Cumbria. Waste is packed into steel canisters before being compacted and grouted into larger steel storage containers. The aqueous chemistry of wastes, especially radionuclides, in the presence of grout material is of major interest. The gout used at the Drigg site is a mixture of Ordinary Portland Cement and Pulverised Fly Ash additive, from which ingressing water will leach high levels of calcium, sodium and potassium and produce waters of a high pH. Aerobic environments are expected to dominate over the early period of the vault life, after which the combined effect of canister corrosion and microbial activity will lead to anaerobic conditions. After a much longer period (100,000 years) anaerobic conditions may cease and yield once again an aerobic environment where migration of radionuclides may be sorption-controlled rather than on hydroxide precipitation at high pH. Work has been performed under both aerobic and anaerobic conditions to study uranium solubility in the presence of complexing ligands that may be present in the waters of the nearfield of a low-level waste disposal vault. Eleven ligands have been investigated: carbonate, phosphate, chloride, sulphate, acetate, citrate, EDTA, NTA and organic matter- humic acid, fulvic acid and iso-sacchannic acid. Anaerobic conditions were achieved by two different procedures; the first used ferrous ions in hydroxide solution and the second used dithionite in hydroxide solution. Both methods produce reducing electrode potentials and high pH. Computer software has been used to model experimental results, thereby predicting uranium solubilities and speciation, and to propose new formation constants to fit the experimental results more closely. Studies have also been perforined to measure uranium sorption by grout material at high pH in the presence of the above ligands. This work makes a significant contribution to the understanding of uranium solubility and speciation in waters. at high pH and under conditions relevant to low level nuclear waste disposal.

>Magister Scientiae - MSc / Most of the world's energy production is still mainly achieved by the combustion of coal in power stations. Coal fly ash is the inevitable waste product that accumulates to metric ton volumes each year. These vast volumes pose a problem in the disposal of the coal fly ash which conventionally is loaded onto ash dumps located near the coal power stations. Alternatives need to be investigated for the use of the coal fly ash in applications that would make the coal fly ash useful and thereby help to mitigate the environmental strain imposed by conventional ash dump disposal. This study focussed on investigating the extraction of Si and Al from CFA. The investigation into the removal of the magnetic iron oxide content and calcium content from coal fly ash was also carried out to enhance the extraction of the Si and Al from CFA e.g. the removal of calcium was attempted to promote the leaching of aluminium from the ash. The rationale for this process was that by removing and recovering these major constituent elements from the ash, it would be easier to concentrate and isolate the trace elements especially the rare earth elements that are present in the CFA. Coal fly ash sourced from Matla coal power station was characterised using x-ray diffraction to determine the mineral phases present in the raw coal fly ash and elemental composition determined by x-ray fluorescence and laser ablation ICP-MS. The main mineral phases in coal fly ash were determined to be quartz, mullite, magnetite and lime (CaO). Magnetic extraction was initially carried out on the coal fly ash to remove the iron rich magnetic material. Extraction tests were then performed on the coal fly ash using alkaline and acidic media namely; NaOH, HCl and H₂SO₄. The extraction tests were assessed and a sequential extraction experimental procedure developed to achieve the highest extraction yield for Si, Al, Fe, Ca, and Mg from the coal fly ash. Lastly the rare earth element content in coal fly ash was tracked from the beginning till the end of the sequential extraction procedure to ascertain whether the rare earth elements partitioned to the leachates or the solid residues. The total element recoveries for Al, Si, Ca Fe, Mg were 53.36 %, 39.96 %, 93.8 %, 25.6 % and 67.3 % respectively using the sequential extraction procedure developed in this study. The rare earth elements contents were not affected by the sequential extraction procedure and on the whole remained in the solid residues at the completion of the sequential extraction, resulting in a residue with enriched levels of recoverable or extractable REE content after the removal of the major oxides from the CFA. The lowest enrichment being approximately 5 % for Thulium and the highest being approximately 76 % for Erbium.