灰场粉煤灰提取氧化铝和白炭黑

发布时间：2017-05-24 08:05

  本文关键词：灰场粉煤灰提取氧化铝和白炭黑，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着国内燃煤发电量的持续增长,作为燃煤电厂最主要的固体废弃物,粉煤灰的排放量也随着燃煤消耗的增长而急剧增加。大量粉煤灰的排放引发了严峻的社会和环境问题。另一方面,粉煤灰中的铝和硅元素含量很高,具有极高的提取价值。 本文以淮南某电厂的粉煤灰为提取氧化铝和白炭黑的原料,主要研究结果如下： (1)粉煤灰在球磨机中机械研磨40min后,粒径变小,玻璃体表面坚固保护膜被破坏,其光滑程度降低,反应活性显著提高；研磨后粉煤灰与磨细碳酸钠均匀混合焙烧,可完全破坏粉煤灰中低活性的莫来石、玻璃相结构,使其反应生成高活性的霞石相。实验得到最佳焙烧工艺为：灰碱比为1：0.9,煅烧温度为875℃,煅烧时间为2h； (2)烧结熟料经稀硫酸酸浸,氧化铝溶出率可达95%,通过单因素实验和正交实验得到烧结熟料最佳酸浸工艺为：烧结熟料与3mol/L的稀硫酸按5：1的液固比(体积比)混合、在90"C下恒温酸浸2.5h；酸浸滤液经重结晶2次得到的高纯度硫酸铝晶体在800℃下煅烧2.5h,即可获得γ-Al2O3产品； (3)粉煤灰提铝渣中的硅可在NaOH溶液中反应并以Na2Si03的形式被浸出,通过单因实验和正交实验得到的最佳碱浸工艺为：粉煤灰提铝渣与30%(质量百分浓度)的NaOH溶液按4：1的液固比(体积比)混合,在90℃的碱浸温度下碱浸80min,可达82%的二氧化硅浸出率； (4)所制硅酸钠溶液经分步碳分工艺可制备高纯度沉淀白炭黑,最佳工艺条件为：反应温度为75℃、CO2流速为25mL·min-1、硅酸钠溶液浓度为50g·L-1,一次碳分反应至pH值为10.8时结束,二次碳分反应至pH至为9.3时结束反应。二次碳分产物经水洗干燥后,可得到比表面积为280.2m2/g、DBP吸值为3.56cm3/g的高纯度白炭黑产品。
【关键词】：粉煤灰 活化 氧化铝 碱溶 分步碳分 白炭黑
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ536.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 引言13-15
• 1 文献综述15-25
• 1.1 粉煤灰概况及应用15-18
• 1.1.1 粉煤灰简介15
• 1.1.2 粉煤灰组成15-16
• 1.1.3 粉煤灰的危害16-17
• 1.1.4 粉煤灰综合利用现状17-18
• 1.2 从粉煤灰中提取氧化铝的概述18-21
• 1.2.1 酸浸法18-19
• 1.2.2 烧结法19-21
• 1.2.3 其他方法21
• 1.3 从粉煤灰中提取白炭黑概述21-23
• 1.3.1 气相法21-22
• 1.3.2 溶胶-凝胶法22
• 1.3.3 沉淀法22-23
• 1.4 研究意义及构想23-25
• 1.4.1 研究意义23
• 1.4.2 研究内容23-25
• 2 实验部分25-33
• 2.1 实验仪器及药品25-26
• 2.1.1 实验药品25
• 2.1.2 实验仪器25-26
• 2.2 原料粉煤灰分析26-28
• 2.2.1 粉煤灰的化学组成26-27
• 2.2.2 粉煤灰的物相组成27
• 2.2.3 粉煤灰微观形貌27-28
• 2.3 工艺流程28-29
• 2.3.1 从粉煤灰中提取氧化铝工艺28-29
• 2.3.2 以提铝渣为硅源制备白炭黑工艺29
• 2.4 分析及表征方法29-33
• 2.4.1 化学成分测定方法29-32
• 2.4.2 实验所用仪器及表征方法32-33
• 3 从粉煤灰中提取氧化铝的研究33-47
• 3.1 机械研磨工艺33-34
• 3.1.1 粒径变化33-34
• 3.1.2 表面变化34
• 3.2 焙烧活化工艺34-39
• 3.2.1 焙烧活化机理34-35
• 3.2.2 实验方法35
• 3.2.3 实验结果与讨论35-38
• 3.2.4 烧结熟料表征38-39
• 3.3 硫酸酸浸工艺39-43
• 3.3.1 硫酸浓度的影响39-40
• 3.3.2 酸浸时间的影响40-41
• 3.3.3 酸浸温度的影响41
• 3.3.4 液固比的影响41-42
• 3.3.5 硫酸酸浸工艺的优化42-43
• 3.4 除杂工艺43-44
• 3.4.1 重结晶实验43-44
• 3.4.2 重结晶的除铁率分析44
• 3.5 硫酸铝晶体煅烧制备氧化铝44-45
• 3.6 本章小结45-47
• 4 从提铝渣中提取白炭黑的研究47-63
• 4.1 提铝渣分析47-49
• 4.1.1 提铝渣的化学组成47
• 4.1.2 提铝渣的物相组成47-48
• 4.1.3 提铝渣的表面形貌48-49
• 4.2 提铝渣碱浸制备硅酸钠工艺49-53
• 4.2.1 碱液浓度的影响49-50
• 4.2.2 反应时间的影响50
• 4.2.3 反应温度的影响50-51
• 4.2.4 液固比的影响51-52
• 4.2.5 碱浸工艺的优化52-53
• 4.3 分步碳分制备沉淀白炭黑工艺53-61
• 4.3.1 碳分反应机理53-55
• 4.3.2 实验方法55
• 4.3.3 一次碳分影响因素考察55-56
• 4.3.4 二次碳分影响因素考察56-61
• 4.4 产品表征及分析61
• 4.5 本章小结61-63
• 5 结论63-65
• 5.1 结论63
• 5.2 展望63-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-71
• 作者简介及论文发表情况71

【参考文献】

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本文编号：390173