镁还原渣制备硅钙镁复合肥工艺应用基础研究

发布时间：2017-10-18 20:18

  本文关键词：镁还原渣制备硅钙镁复合肥工艺应用基础研究

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【摘要】：镁还原渣的大量排放堆积,不仅造成资源的大量流失,而且占用大量土地资源、破坏地貌和植被。随着近几年全球资源紧缺与环境污染问题的日益加剧,镁还原渣资源再利用已成为镁行业可持续发展的主要研究方向,也是国内外众多科研工作者的研究重点。本文针对镁还原渣富含对农作物有益的Si、Ca、Mg等矿质元素的特性,以及我国土壤长期以来施肥单一、缺乏矿质元素的现状,提出一种将镁还原渣变废为宝的新工艺,并对该工艺进行了一系列的实验研究和分析,主要研究结果如下:(1)镁还原渣的物理化学特性研究。通过对镁还原渣的化学组成、微观形貌、热稳定性等物化性能进行系统表征,结果表明镁还原渣的组分能够满足硅钙镁复合肥所需的基本元素及含量,但其中的Si、Ca、Mg等元素均以难溶盐的形式存在,不利于农作物的吸收利用,因此需要对其进行活化处理。(2)镁还原渣制备硅钙镁复合肥的基础研究。通过对土壤中有效硅的存在形式及转化形式进行系统分析,确定了可被植物吸收利用的有效硅形态;同时分析、考察镁还原渣制备硅钙镁复合肥需具备的条件、物化性能及可行性,结果表明镁还原渣可用于制备硅钙镁复合肥,基于以上研究,设计了工艺流程。(3)酸浸镁还原渣的实验研究。对镁还原渣进行酸浸,破坏了镁还原渣的难溶硅酸盐晶体结构,得到了活化富集的无定形SiO2及重结晶的MgCl2、CaCl2晶体。同时,在25℃条件下,用4 mol/L的盐酸处理镁还原渣120 min,酸浸效果最佳。(4)硅钼蓝比色法测定有效硅含量的研究。硅钼蓝比色法测定有效硅含量的影响因素研究表明,浸取剂为100 mL 2%的柠檬酸溶液,测试样品质量为0.100 g,振动频率为180 r/min时,所检测的有效硅含量较为合理和精确。正交实验结果表明,酸浸渣与滤液重结晶物配比为1:0.25,助剂含量为3%,在500℃温度下焙烧240 min,有效硅含量可达到29.78%,符合国家关于硅肥的标准。
【关键词】：镁还原渣 制备 硅钙镁复合肥 有效硅 工艺
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X758;TQ444
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 引言10
• 1.2 镁还原渣的物化性能10-12
• 1.3 镁还原渣的危害12-13
• 1.4 镁还原渣的再生利用现状13-15
• 1.4.1 生产建筑材料13-14
• 1.4.2 生产工业脱硫剂14-15
• 1.4.3 其他用途15
• 1.5 国内外冶金废渣制备肥料的研究现状15-18
• 1.5.1 国外冶金废渣制备肥料的研究现状15-17
• 1.5.2 国内冶金废渣制备肥料的研究现状17-18
• 1.6 本论文的研究目的、意义及内容18-20
• 第二章 镁还原渣的物理化学特性研究20-34
• 2.1 引言20
• 2.2 镁还原渣的来源20-21
• 2.3 分析测试方法21-26
• 2.4 镁还原渣物理化学性质研究26-31
• 2.4.1 化学组成分析26
• 2.4.2 碱度分析26-27
• 2.4.3 微量元素分析27
• 2.4.4 SEM分析27-28
• 2.4.5 红外光谱分析28-29
• 2.4.6 差热分析29
• 2.4.7 热重分析29-30
• 2.4.8 XRD分析30-31
• 2.4.9 重金属元素分析31
• 2.5 本章小结31-34
• 第三章 镁还原渣制备硅钙镁复合肥的基础研究34-40
• 3.1 引言34
• 3.2 土壤中硅素的存在形式及有效硅分类34-36
• 3.3 镁还原渣制备硅钙镁复合肥的可行性分析36-37
• 3.3.1 镁还原渣制备硅钙镁复合肥应具备的条件36
• 3.3.2 镁还原渣物化性能分析36
• 3.3.3 镁还原渣中CaO和SiO_2的相态转变分析36-37
• 3.4 镁还原渣制备硅钙镁复合肥工艺流程37-38
• 3.5 本章小结38-40
• 第四章 酸浸镁还原渣的实验研究40-50
• 4.1 引言40
• 4.2 实验过程及方法40-42
• 4.2.1 实验试剂40
• 4.2.2 实验仪器40-41
• 4.2.3 实验方案41-42
• 4.3 影响镁还原渣酸浸效果的因素42-45
• 4.3.1 盐酸浓度对镁还原渣溶解效率的影响42-43
• 4.3.2 时间对镁还原渣溶解效率的影响43-44
• 4.3.3 温度对镁还原渣溶解效率的影响44-45
• 4.4 酸浸对镁还原渣的物化性能的影响45-48
• 4.4.1 酸浸渣的SEM分析45-46
• 4.4.2 酸浸渣的热稳定分析46
• 4.4.3 酸浸渣的XRD分析46-47
• 4.4.4 滤液重结晶产物分析47-48
• 4.5 本章小结48-50
• 第五章 硅钼蓝比色法测定有效硅含量的研究50-60
• 5.1 引言50
• 5.2 实验过程及方法50-54
• 5.2.1 实验试剂50-51
• 5.2.2 实验仪器51
• 5.2.3 硅钼蓝分光光度法实验原理51-52
• 5.2.4 有效硅测定实验步骤52
• 5.2.5 SiO_2溶液标准曲线52-54
• 5.3 影响测定有效硅含量的因素分析54-56
• 5.3.1 浸取剂对有效硅含量测定的影响54-55
• 5.3.2 样品质量对有效硅含量的影响55-56
• 5.3.3 振荡频率对有效硅含量的影响56
• 5.4 正交实验56-58
• 5.4.1 实验方案56-57
• 5.4.2 实验结果57-58
• 5.4.3 实验产物与国家标准硅肥有效硅含量的对比58
• 5.5 本章小结58-60
• 第六章 结论与展望60-62
• 6.1 结论60-61
• 6.2 展望61-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-68
• 攻读硕士期间发表的论文68

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本文编号：1056939