Na 2 CO 3 活化粉煤灰/煤矸石提取Al 2 O 3 的工艺优化及机理
发布时间：2021-03-09 13:40
粉煤灰、煤矸石作为我国大宗工业固体废弃物,年产生总量达到近15亿吨,由于利用率低,大量堆存产生了严重的环境和社会问题。粉煤灰/煤矸石提取氧化铝作为铝土矿资源的重要补充引起了普遍关注。Na2CO3活化-酸浸技术克服了粉煤灰/煤矸石活性差的技术瓶颈,使其中的Al2O3在酸中的溶出率达到90%以上,但Na2CO3助剂消耗量大,限制了该技术的工业化应用。本文重点研究了Na2CO3活化-酸浸技术的优化工艺,从调整原料Al/Si的角度,探讨了粉煤灰预脱硅、赤泥协同活化粉煤灰/煤矸石对Na2CO3消耗量及对Al2O3提取的影响。主要研究内容及结果有:（1）探讨了粉煤灰预脱硅的工艺条件,并利用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜-能谱分析（SEM-EDS）手段研究了预脱硅和反应机理;考察了预脱硅对脱硅灰中Al/Si的变化、对Al2
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１．各原料的ＸＲＤ分析图??
３．２丄３碱浸时间对粉煤灰碱浸过程中Ｓｉ〇２和Ａｌ２〇３浸出的影口向??在碱浸温度１００吧、碱浓度２０％、液固比５：１的条件下，考察了粉煤灰碱浸过程??中时间对Ｓｉ〇２和Ａｈ〇３浸出的影响，实验结果如图３．３。图３．３显示，碱浸０．５?ｈ时，??Ｓｉ〇２的浸出率仅２２％，碱浸１．５?ｈ，浸出率达到４４．８％，继续延长碱浸时间至２．０?ｈ时，??Ｓｉ〇２的浸出率升高至４６％，继续增加碱浸时间，Ｓｉ〇２的浸出率的变化不大。??Ａｌ２〇３浸出率随时间的延长没有升高反而呈现降化的趋势。浸取时间为０．５?ｈ时，??心２〇３浸出率约为６％，达到１．５１１［＾上时，浸出率降低至２％＾＾１下，表明浸出的乂１２〇３??随时间的延长发生了新的反应。??６０－１????５０－??－■??一?４０－?／??Ｖ??Ｓ?■??基?２０．?－■－Ｓｉ〇２??—ＡＩ２Ｏ３??１０－??０?Ｉ?Ｉ?．?Ｉ?．?１??０．５?１．０?１．５?２．０?２．５?３．０??Ｔｉｍｅ（ｈ）??国３．３碱漫时间对粉煤灰碱浸过程中Ｓｉ〇２和ＡＩ２Ｏ３浸出的影响??１１??
３．２丄４液固比对粉煤灰碱浸过程中Ｓｉ〇２和Ａｈ〇３浸出的影响］??在碱浸温度１００吧、碱浸时间２．０?ｈ、ＮａＯＨ质量浓度２０％的条件下，考察了粉??煤灰碱浸过程中液固比对Ｓｉ〇２和Ａｌ２〇３浸出的影响，实验结果如下图３．４。图３．４显??示，在碱浸的过程中，粉煤灰中Ｓｉ化的浸出率随着液固比的増大逐渐增大，液固比??为１时，Ｓｉ化的浸出率为３７．３％，液固比为２时，浸出率为４４．３％，液固比为３时，??浸出率为４５．６％，继续增加液固比，Ｓｉ化浸出率的增加不显著。总体而言，液固比对??Ｓｉ〇２浸出率的影响不显著。Ａｌ２〇３的浸出率随着液固比的増加变化不大，在实验考察??的范围内，Ａｈ〇３浸出率低于３％。??６０???１??凯－??厂?■??卢／??Ｗ??｜３。－??Ｉ?２０－?－■－ｓ阳２??—Ａｌ２〇３??１０－??０?Ｉ￣Ｉ￣ＩＩ￣￣＇￣￣Ｉ￣Ｉ￣￣￣Ｉ＂ｆ￣＇■—Ｉ￣￣＇￣Ｉ￣￣ｆ￣＇—??０?１?２?３?４?５?６?７?８?９?１０?１１??Ｌｉｑｕｉｄ－ｓｏｌｉｄ?ｒａｔｉｏ??图３．４．液固比对粉煤灰碱浸过程中Ｓｉ〇２和ＡＩ２Ｏ３浸出的影响??为了说明随液固比变化Ｓｉ〇２浸出率变化的原因，表３．１列出了不同液固比下按??处理１００?ｇ粉煤灰计实际使用的ＮａＯＨ的量、粉煤灰中非晶态Ｓｉ〇２的量及浸取出的??Ｓｉ〇２量，非晶态Ｓｉ〇２的量按表１中粉煤灰的化学成分及物相组成估算（见１．１）。按??ＮａＯＨ与Ｓｉ〇２反应摩尔比２：１（生成Ｎａ２Ｓｉ〇３）计
【参考文献】：
期刊论文
[1]粉煤灰及其制备沸石对高浓度氨氮的去除比较[J]. 邱素芬,王源,蔡觅,李佳慧,刘嘉欣,薛杨. 化工环保. 2015(06)
[2]微波酸溶和ICP-AES测定煤灰中8元素[J]. 郭方方,章海啸,胡晔,姚周洁,罗健. 宁波大学学报(理工版). 2015(04)
[3]粉煤灰酸法提取氧化铝的工艺研究进展[J]. 郭强. 洁净煤技术. 2015(05)
[4]微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法同时测定煤飞灰中8种元素的方法研究[J]. 周玉文,赵生国,马宏祥,李本学. 甘肃科技. 2015(15)
[5]山西省粉煤灰综合利用现状分析[J]. 李志勇. 山西化工. 2015(04)
[6]粉煤灰提取氧化铝联产二氧化硅的研究进展[J]. 曹君,方莹,范仁东,朱万信,江浪. 无机盐工业. 2015(08)
[7]高铝粉煤灰提取氧化铝工艺比较研究[J]. 王育伟,祁晓华,李树金,李永胜,柳立江,岳雄伟. 化工管理. 2015(22)
[8]粉煤灰的矿物学性质研究[J]. 赵永彬. 洁净煤技术. 2015(04)
[9]Na2CO3活化粉煤灰合成沸石及去除Cu2+性能[J]. 曹月坤,陈文艺,邓慧,白云,张志强. 应用化工. 2015(07)
[10]煤矸石胶凝材料的试验研究[J]. 王斌云,卞湘晖,薛凯旋,石力,朱祥,陆小军. 粉煤灰. 2015(03)
本文编号：3072943
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１．各原料的ＸＲＤ分析图??
３．２丄３碱浸时间对粉煤灰碱浸过程中Ｓｉ〇２和Ａｌ２〇３浸出的影口向??在碱浸温度１００吧、碱浓度２０％、液固比５：１的条件下，考察了粉煤灰碱浸过程??中时间对Ｓｉ〇２和Ａｈ〇３浸出的影响，实验结果如图３．３。图３．３显示，碱浸０．５?ｈ时，??Ｓｉ〇２的浸出率仅２２％，碱浸１．５?ｈ，浸出率达到４４．８％，继续延长碱浸时间至２．０?ｈ时，??Ｓｉ〇２的浸出率升高至４６％，继续增加碱浸时间，Ｓｉ〇２的浸出率的变化不大。??Ａｌ２〇３浸出率随时间的延长没有升高反而呈现降化的趋势。浸取时间为０．５?ｈ时，??心２〇３浸出率约为６％，达到１．５１１［＾上时，浸出率降低至２％＾＾１下，表明浸出的乂１２〇３??随时间的延长发生了新的反应。??６０－１????５０－??－■??一?４０－?／??Ｖ??Ｓ?■??基?２０．?－■－Ｓｉ〇２??—ＡＩ２Ｏ３??１０－??０?Ｉ?Ｉ?．?Ｉ?．?１??０．５?１．０?１．５?２．０?２．５?３．０??Ｔｉｍｅ（ｈ）??国３．３碱漫时间对粉煤灰碱浸过程中Ｓｉ〇２和ＡＩ２Ｏ３浸出的影响??１１??
３．２丄４液固比对粉煤灰碱浸过程中Ｓｉ〇２和Ａｈ〇３浸出的影响］??在碱浸温度１００吧、碱浸时间２．０?ｈ、ＮａＯＨ质量浓度２０％的条件下，考察了粉??煤灰碱浸过程中液固比对Ｓｉ〇２和Ａｌ２〇３浸出的影响，实验结果如下图３．４。图３．４显??示，在碱浸的过程中，粉煤灰中Ｓｉ化的浸出率随着液固比的増大逐渐增大，液固比??为１时，Ｓｉ化的浸出率为３７．３％，液固比为２时，浸出率为４４．３％，液固比为３时，??浸出率为４５．６％，继续增加液固比，Ｓｉ化浸出率的增加不显著。总体而言，液固比对??Ｓｉ〇２浸出率的影响不显著。Ａｌ２〇３的浸出率随着液固比的増加变化不大，在实验考察??的范围内，Ａｈ〇３浸出率低于３％。??６０???１??凯－??厂?■??卢／??Ｗ??｜３。－??Ｉ?２０－?－■－ｓ阳２??—Ａｌ２〇３??１０－??０?Ｉ￣Ｉ￣ＩＩ￣￣＇￣￣Ｉ￣Ｉ￣￣￣Ｉ＂ｆ￣＇■—Ｉ￣￣＇￣Ｉ￣￣ｆ￣＇—??０?１?２?３?４?５?６?７?８?９?１０?１１??Ｌｉｑｕｉｄ－ｓｏｌｉｄ?ｒａｔｉｏ??图３．４．液固比对粉煤灰碱浸过程中Ｓｉ〇２和ＡＩ２Ｏ３浸出的影响??为了说明随液固比变化Ｓｉ〇２浸出率变化的原因，表３．１列出了不同液固比下按??处理１００?ｇ粉煤灰计实际使用的ＮａＯＨ的量、粉煤灰中非晶态Ｓｉ〇２的量及浸取出的??Ｓｉ〇２量，非晶态Ｓｉ〇２的量按表１中粉煤灰的化学成分及物相组成估算（见１．１）。按??ＮａＯＨ与Ｓｉ〇２反应摩尔比２：１（生成Ｎａ２Ｓｉ〇３）计
【参考文献】：
期刊论文
[1]粉煤灰及其制备沸石对高浓度氨氮的去除比较[J]. 邱素芬,王源,蔡觅,李佳慧,刘嘉欣,薛杨. 化工环保. 2015(06)
[2]微波酸溶和ICP-AES测定煤灰中8元素[J]. 郭方方,章海啸,胡晔,姚周洁,罗健. 宁波大学学报(理工版). 2015(04)
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[4]微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法同时测定煤飞灰中8种元素的方法研究[J]. 周玉文,赵生国,马宏祥,李本学. 甘肃科技. 2015(15)
[5]山西省粉煤灰综合利用现状分析[J]. 李志勇. 山西化工. 2015(04)
[6]粉煤灰提取氧化铝联产二氧化硅的研究进展[J]. 曹君,方莹,范仁东,朱万信,江浪. 无机盐工业. 2015(08)
[7]高铝粉煤灰提取氧化铝工艺比较研究[J]. 王育伟,祁晓华,李树金,李永胜,柳立江,岳雄伟. 化工管理. 2015(22)
[8]粉煤灰的矿物学性质研究[J]. 赵永彬. 洁净煤技术. 2015(04)
[9]Na2CO3活化粉煤灰合成沸石及去除Cu2+性能[J]. 曹月坤,陈文艺,邓慧,白云,张志强. 应用化工. 2015(07)
[10]煤矸石胶凝材料的试验研究[J]. 王斌云,卞湘晖,薛凯旋,石力,朱祥,陆小军. 粉煤灰. 2015(03)
本文编号：3072943
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