回收利用锆硅渣制备白炭黑及合成硬硅钙石的研究

发布时间：2017-09-24 01:15

  本文关键词：回收利用锆硅渣制备白炭黑及合成硬硅钙石的研究

  更多相关文章： 锆硅渣 回收利用 白炭黑 硬硅钙石 羟基硅酸镁

【摘要】：锆硅渣是工业上利用氢氧化钠分解锆英石生产锆系列化合物(如二氧化锆、氧氯化锆等)后产生的固体废弃物。随着锆系化合物的需求量越来越大,生产锆系化合物时所产生的锆硅渣以及稀碱液也越来越多,大量的工业废弃物堆积、填埋给环境带来极大的压力。回收锆硅渣中的二氧化硅将其制成白炭黑、隔热保温材料等产品,既可实现废物再次利用,提高不可再生资源的利用率,还对废物减排和保护环境具有积极意义。本论文以河南某公司提供的酸性锆硅渣为原料,通过加入表面活性剂进行球磨洗涤除去杂质,分别研究采用直接中合法制备白炭黑和水热法制备隔热保温材料的技术和工艺,采用SEM、IR、XPS、XRD、激光粒度分析仪和Zeta电位仪对锆硅渣、白炭黑和和隔热保温材料进行性能测试和表征。1.通过球磨锆硅渣制浆,加入聚乙二醇搅拌分散后,离心洗涤、分离除去杂质。XPS和XRD测试表明:通过洗涤可以有效的除去锆硅渣原料中的部分放射性元素及金属离子等杂质。2.采用直接中和法,通过球磨酸性锆硅渣制浆料后加入分散剂、超声分散、恒温搅拌、用氢氧化钠调节pH、加入表面活性剂、恒温搅拌等工序制备白炭黑。试验得出最佳工艺条件为:球磨时间12 h,液固比4:1,pH=2.18,表面活性剂的量为4ml等。制备的白炭黑:二氧化硅平均含量为90.73%,pH值为5.96,DBP吸油值2.78 ml。达到HG/T3061和ISO5794-1标准。3.利用水热法合成了硬硅钙石和羟基硅酸镁两种隔热保温材料。制备硬硅钙石的工艺为:锆硅渣水洗后用氢氧化钠调节pH=7、加入消石灰、在反应釜中进行水热反应、干燥后得到样品。利用扫描电镜、IR和XRD进行测试及表征,探索不同的温度及消石灰的量对合成硬硅钙石的影响。结果表明在240℃时水洗法和氢氧化钙水洗法均可合成纤维状硬硅钙石。制备羟基硅酸镁的制备工艺为:取锆硅渣原料和氧化镁,加入蒸馏水,在反应釜中搅拌均匀,用氢氧化钠溶液调节pH=13。在220℃条件下水热反应6 h后冷却,再用蒸馏水洗涤固体至pH=8,最后在80℃下干燥处理6 h得到羟基硅酸镁。
【关键词】：锆硅渣 回收利用 白炭黑 硬硅钙石 羟基硅酸镁
【学位授予单位】：广西民族大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ127.2;TQ132.32
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 绪论11-37
• 1.1 锆硅渣产生的工艺过程11-12
• 1.2 锆硅渣综合利用现状12-27
• 1.2.1 制备白炭黑12-16
• 1.2.2 制备层状结晶二硅酸钠16-18
• 1.2.3 制备偏硅酸钠、水玻璃18-20
• 1.2.4 制备水泥原料20
• 1.2.5 制备硬钙硅石、硅酸钙20-25
• 1.2.6 制备无机高分子絮凝剂25-26
• 1.2.7 回收锆26-27
• 1.3 锆硅渣回收利用发展趋势27
• 1.4 白炭黑应用领域27-31
• 1.4.1 在橡胶领域的应用29-30
• 1.4.2 在塑料领域的应用30
• 1.4.3 在其他领域的应用30-31
• 1.5 锆硅渣分散稳定性研究背景31
• 1.6 隔热保温材料的发展及应用31-33
• 1.6.1 隔热保温材料的发展31-32
• 1.6.2 隔热保温材料的应用32-33
• 1.7 硬硅钙石的应用33-35
• 1.7.1 工业保温材料33
• 1.7.2 保冷材料33-34
• 1.7.3 建筑材料34
• 1.7.4 造纸材料34
• 1.7.5 去污材料34-35
• 1.8 本论文的研究目的及意义35
• 1.9 本论文的研究内容35-37
• 2 原料、试剂与研究方法37-42
• 2.1 锆硅渣原料37-40
• 2.1.1 锆硅渣的微观形貌和物相组成37-38
• 2.1.2 锆硅渣的组分特征38-40
• 2.2 实验用试剂40
• 2.3 仪器和设备40-41
• 2.4 白炭黑产品的结构表征41-42
• 3 锆硅渣分散稳定性及白炭黑的制备研究42-54
• 3.1 分散稳定性研究工艺流程及步骤42-50
• 3.1.1 实验工艺流程图42
• 3.1.2 实验步骤42-43
• 3.1.3 影响锆硅渣分散稳定性的因素43-50
• 3.2 利用酸性锆硅渣制备白炭黑50-53
• 3.3 本章小结53-54
• 4 锆硅渣放射性元素分离54-59
• 4.1 放射性元素分离研究背景54-55
• 4.2 锆硅渣放射性元素分离研究55-58
• 4.3 本章小结58-59
• 5 水热法合成隔热保温材料59-70
• 5.1 水热法合成硬硅钙石59-66
• 5.1.1 硬硅钙石绝热材料59
• 5.1.2 制备硬硅钙石的方法59
• 5.1.3 制备硬硅钙石研究内容59-60
• 5.1.4 静态水热法合成硬硅钙石工艺流程及步骤60-61
• 5.1.5 硬硅钙石样品测试及表征61-64
• 5.1.6 添加剂对硬硅钙石形貌的影响64-66
• 5.2 水热法合成羟基硅酸镁66-69
• 5.3 本章小结69-70
• 6 结论与展望70-72
• 6.1 结论70
• 6.2 展望70-72
• 参考文献72-78
• 致谢78-79
• 攻读学位期间发表的学术论文目录79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 盛柏松;;交联型白炭黑超级偶联剂SCBD在轮胎胎面胶中的应用研究[J];橡胶科技;2015年12期

2 霍柱辉;;白炭黑在宽基工程机械轮胎胎面基部胶中的应用[J];橡胶科技;2015年12期

3 燕鹏华;梁滔;;白炭黑改性及其在橡胶中的应用研究进展[J];橡胶科技;2015年10期

4 张立;王礼;王廷山;戴圣佳;刘振锋;;白炭黑及其分散剂的发展及在轮胎中的应用[J];橡胶工业;2015年09期

5 魏静勋;何顺雄;方晓波;罗吉良;;湿法白炭黑混炼胶在全钢胎面胶料中的应用[J];特种橡胶制品;2015年04期

6 张选旭;张洁;;一种稀有金属冶炼伴生放射性元素的去除方法[J];中国钨业;2015年03期

7 郭树军;董雪平;;氧氯化锆生产中锆的物料平衡[J];江西化工;2014年04期

8 田国鹏;;白炭黑及其在橡胶工业中的应用研究进展[J];精细与专用化学品;2014年04期

9 苏振;杨赞中;赵田田;王涵;;锆硅渣动态水热合成硬硅钙石的研究[J];人工晶体学报;2014年04期

10 吉芳英;关伟;周卫威;姜宁;刘亭役;陈宇;程拥;方德新;;基于白碳黑的水化硅酸钙制备及其磷回收特性[J];环境工程学报;2014年02期

，

本文编号：908516