钠钙硅渣脱碱制备水化硅酸钙的研究
发布时间：2022-07-02 15:35
随着高铝粉煤灰替代铝土矿提取氧化铝技术在工业实践中的应用,产生了大量的高铝粉煤灰提铝渣,其中钠钙硅渣是高铝粉煤灰低钙烧结法提取氧化铝后的残渣,该渣中有效组分CaO和SiO2含量高,同时碱含量较高,这成为制约其综合利用的关键原因。因此对钠钙硅渣进行脱碱研究,将其中的碱相和硅钙相进行有效分离,达到有价元素分质利用的目的,使其硅钙相转变为无机材料,回收的碱循环用于氧化铝浸出,降低氧化铝生产成本,对氧化铝工业的发展有着十分积极的作用。本文以碱石灰低钙烧结高铝粉煤灰提铝产生的钠硅钙渣为原料,开展钠钙硅渣的脱碱工艺研究,通过单因素试验以及正交试验确定钠钙硅脱碱最佳工艺参数,进行脱碱机理分析,为大规模试验提供基本参数;在此基础上探讨了钠钙硅脱碱渣（脱碱产物-雪硅钙石）对含磷废水中磷的吸附性能。具体研究内容如下:（1）钠钙硅渣脱碱工艺。试验采用动态水热法研究了脱碱温度、脱碱时间、液固比以及脱碱剂掺量对钠钙硅脱碱率的影响。结果显示:反应时间对钠钙硅脱碱影响最为显著,其次是脱碱温度;在试验设定的脱碱剂掺量范围内,加入石灰乳脱碱剂因包裹效应不利于分解反应的进行,使钠钙硅渣脱碱效果降低,...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 粉煤灰概述
1.2 高铝粉煤灰提取氧化铝的研究现状
1.2.1 酸法
1.2.2 碱法
1.2.3 其他方法
1.2.4 碱石灰低钙烧结法高铝粉煤灰提取氧化铝技术
1.3 高铝粉煤灰提铝渣脱碱的研究现状
1.3.1 硅钙渣脱碱的研究现状
1.3.2 钠钙硅渣脱碱的研究现状
1.4 雪硅钙石研究现状
1.4.1 雪硅钙石的理化性质
1.4.2 雪硅钙石的应用
1.5 论文的研究意义、目的与内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究目的
1.5.3 研究内容
第2章 试验原料、设备及方法
2.1 试验原料
2.1.1 化学元素分析
2.1.2 矿物相组成分析
2.1.3 显微形貌分析
2.2 试验药品、设备及分析仪器
2.2.1 主要试验药品
2.2.2 试验设备及分析仪器
2.3 试验方法
2.3.1 钠钙硅渣脱碱制备水化硅酸钙
2.3.2 脱碱产物-雪硅钙石吸附磷
2.4 试验分析及检测方法
2.4.1 钠钙硅渣脱碱率的测定
2.4.2 固相中Al_2O_3、CaO和 SiO_2含量的测定
2.4.3 铁品位的测定
2.4.4 脱碱产物-雪硅钙石去磷率的测定
2.4.5 吸附等温式
2.4.6 吸附动力学模型
第3章 钠钙硅渣脱碱工艺的研究
3.1 单因素条件对钠钙硅渣脱碱效果的影响
3.1.1 不同反应温度对钠钙硅渣脱碱效果的影响
3.1.2 反应时间对钠钙硅渣脱碱效果的影响
3.1.3 液固比对钠钙硅渣脱碱效果的影响
3.1.4 不同脱碱剂掺量对钠钙硅渣脱碱效果的影响
3.1.5 粒度对钠钙硅渣脱碱效果的影响
3.2 钠钙硅渣脱碱的正交试验研究
3.2.1 极差分析各因素对钠钙硅渣脱碱效果影响的主次关系
3.2.2 方差分析各因素对钠钙硅渣脱碱效果影响的显著性水平
3.2.3 验证试验
3.3 钠钙硅渣的脱碱机理分析
3.4 本章小结
第4章 钠钙硅脱碱渣对磷的吸附性研究
4.1 钠钙硅脱碱渣的微观分析
4.2 结果与讨论
4.2.1 脱碱产物-雪硅钙石的零点电位分析
4.2.2 投加量对脱碱产物-雪硅钙石吸附效果的影响
4.2.3 pH值对脱碱产物-雪硅钙石吸附效果的影响
4.2.4 初始磷浓度对脱碱产物-雪硅钙石吸附效果的影响
4.2.5 不同吸附材料对磷吸附效果的影响
4.2.6 吸附等温线
4.2.7 吸附动力学
4.3 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
附录 A 攻读硕士学位期间的学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]添加电石渣赤泥脱碱工艺的应用[J]. 苏雪玲. 中国金属通报. 2019(10)
[2]粉煤灰碱法提取氧化铝工艺研究进展[J]. 朱科明,张馨圆,王乐,狐豆豆,申亚芳. 轻金属. 2019 (09)
[3]赤泥颗粒吸附剂吸附水中磷酸根离子动态研究[J]. 班斓,李贵金,李龙江. 矿产保护与利用. 2019(03)
[4]高铝粉煤灰拜耳法溶出渣碱回收[J]. 公彦兵,孙俊民,张廷安,吕国志. 东北大学学报(自然科学版). 2019(03)
[5]粉煤灰综合利用研究进展[J]. 张静. 河南化工. 2019(02)
[6]粉煤灰提取氧化铝技术研究现状及工业化进展[J]. 李晓光,丁书强,卓锦德,曾宇平,王珂,马宁. 洁净煤技术. 2018(05)
[7]粉煤灰组成结构及其对碱溶预脱硅性能的影响[J]. 连选,彭志宏,齐天贵,周秋生,刘桂华,李小斌,肖小龙. 中南大学学报(自然科学版). 2018(07)
[8]镁铝水滑石的合成及其在废水脱磷中的应用研究[J]. 黄博文,吕荥宾,陈建钧,刘代俊. 高校化学工程学报. 2018(03)
[9]赤泥资源化利用和安全处理现状与展望[J]. 李彬,张宝华,宁平,何力为,左晓琳. 化工进展. 2018(02)
[10]赤泥复合颗粒去除Fe2+、Mn2+影响因素及吸附性能[J]. 肖利萍,宋佳诺,王睿键,裴青煌. 非金属矿. 2017(06)
博士论文
[1]亚熔盐法粉煤灰提铝渣资源化利用应用基础研究[D]. 汪泽华.中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所) 2019
[2]磁性吸附材料的制备及其在印染废水处理中的应用[D]. 任宗礼.兰州交通大学 2018
[3]高铝粉煤灰亚熔盐法提铝工艺应用基础研究[D]. 丁健.东北大学 2016
[4]硅钙渣制备水泥和碱激发胶凝材料的研究[D]. 刘江.中国建筑材料科学研究总院 2015
硕士论文
[1]高铝粉煤灰低钙碱石灰熟料中铝酸钠的浸出研究[D]. 杨岗.西安建筑科技大学 2019
[2]硫酸焙烧煤粉炉粉煤灰水浸溶Al3+规律及残渣吸附性研究[D]. 程姗.吉林大学 2018
[3]高铝粉煤灰碱石灰悬浮预热烧结试验研究[D]. 刘沛雨.西安建筑科技大学 2018
[4]用硅钙渣烧制水泥熟料的研究[D]. 洪宁.西安建筑科技大学 2017
[5]硅酸钙粉体水热合成技术研究[D]. 刘巧红.东北大学 2015
[6]利用高铝粉煤灰制备拟薄水铝石的基础研究[D]. 冯伟.东北大学 2014
[7]烧结法赤泥脱碱及碱回收工艺研究[D]. 李建伟.郑州大学 2012
[8]以提钾副产物为晶种回收实际污水中磷的研究[D]. 梁鹏.中国地质大学(北京) 2012
[9]降低拜耳法生产氧化铝溶出过程碱耗的研究[D]. 冷学坤.中南大学 2011
[10]合成雪硅钙石吸附Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）、Hg（Ⅱ）的研究[D]. 杜海.中国地质大学（北京） 2008
本文编号：3654620
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 粉煤灰概述
1.2 高铝粉煤灰提取氧化铝的研究现状
1.2.1 酸法
1.2.2 碱法
1.2.3 其他方法
1.2.4 碱石灰低钙烧结法高铝粉煤灰提取氧化铝技术
1.3 高铝粉煤灰提铝渣脱碱的研究现状
1.3.1 硅钙渣脱碱的研究现状
1.3.2 钠钙硅渣脱碱的研究现状
1.4 雪硅钙石研究现状
1.4.1 雪硅钙石的理化性质
1.4.2 雪硅钙石的应用
1.5 论文的研究意义、目的与内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究目的
1.5.3 研究内容
第2章 试验原料、设备及方法
2.1 试验原料
2.1.1 化学元素分析
2.1.2 矿物相组成分析
2.1.3 显微形貌分析
2.2 试验药品、设备及分析仪器
2.2.1 主要试验药品
2.2.2 试验设备及分析仪器
2.3 试验方法
2.3.1 钠钙硅渣脱碱制备水化硅酸钙
2.3.2 脱碱产物-雪硅钙石吸附磷
2.4 试验分析及检测方法
2.4.1 钠钙硅渣脱碱率的测定
2.4.2 固相中Al_2O_3、CaO和 SiO_2含量的测定
2.4.3 铁品位的测定
2.4.4 脱碱产物-雪硅钙石去磷率的测定
2.4.5 吸附等温式
2.4.6 吸附动力学模型
第3章 钠钙硅渣脱碱工艺的研究
3.1 单因素条件对钠钙硅渣脱碱效果的影响
3.1.1 不同反应温度对钠钙硅渣脱碱效果的影响
3.1.2 反应时间对钠钙硅渣脱碱效果的影响
3.1.3 液固比对钠钙硅渣脱碱效果的影响
3.1.4 不同脱碱剂掺量对钠钙硅渣脱碱效果的影响
3.1.5 粒度对钠钙硅渣脱碱效果的影响
3.2 钠钙硅渣脱碱的正交试验研究
3.2.1 极差分析各因素对钠钙硅渣脱碱效果影响的主次关系
3.2.2 方差分析各因素对钠钙硅渣脱碱效果影响的显著性水平
3.2.3 验证试验
3.3 钠钙硅渣的脱碱机理分析
3.4 本章小结
第4章 钠钙硅脱碱渣对磷的吸附性研究
4.1 钠钙硅脱碱渣的微观分析
4.2 结果与讨论
4.2.1 脱碱产物-雪硅钙石的零点电位分析
4.2.2 投加量对脱碱产物-雪硅钙石吸附效果的影响
4.2.3 pH值对脱碱产物-雪硅钙石吸附效果的影响
4.2.4 初始磷浓度对脱碱产物-雪硅钙石吸附效果的影响
4.2.5 不同吸附材料对磷吸附效果的影响
4.2.6 吸附等温线
4.2.7 吸附动力学
4.3 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
附录 A 攻读硕士学位期间的学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]添加电石渣赤泥脱碱工艺的应用[J]. 苏雪玲. 中国金属通报. 2019(10)
[2]粉煤灰碱法提取氧化铝工艺研究进展[J]. 朱科明,张馨圆,王乐,狐豆豆,申亚芳. 轻金属. 2019 (09)
[3]赤泥颗粒吸附剂吸附水中磷酸根离子动态研究[J]. 班斓,李贵金,李龙江. 矿产保护与利用. 2019(03)
[4]高铝粉煤灰拜耳法溶出渣碱回收[J]. 公彦兵,孙俊民,张廷安,吕国志. 东北大学学报(自然科学版). 2019(03)
[5]粉煤灰综合利用研究进展[J]. 张静. 河南化工. 2019(02)
[6]粉煤灰提取氧化铝技术研究现状及工业化进展[J]. 李晓光,丁书强,卓锦德,曾宇平,王珂,马宁. 洁净煤技术. 2018(05)
[7]粉煤灰组成结构及其对碱溶预脱硅性能的影响[J]. 连选,彭志宏,齐天贵,周秋生,刘桂华,李小斌,肖小龙. 中南大学学报(自然科学版). 2018(07)
[8]镁铝水滑石的合成及其在废水脱磷中的应用研究[J]. 黄博文,吕荥宾,陈建钧,刘代俊. 高校化学工程学报. 2018(03)
[9]赤泥资源化利用和安全处理现状与展望[J]. 李彬,张宝华,宁平,何力为,左晓琳. 化工进展. 2018(02)
[10]赤泥复合颗粒去除Fe2+、Mn2+影响因素及吸附性能[J]. 肖利萍,宋佳诺,王睿键,裴青煌. 非金属矿. 2017(06)
博士论文
[1]亚熔盐法粉煤灰提铝渣资源化利用应用基础研究[D]. 汪泽华.中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所) 2019
[2]磁性吸附材料的制备及其在印染废水处理中的应用[D]. 任宗礼.兰州交通大学 2018
[3]高铝粉煤灰亚熔盐法提铝工艺应用基础研究[D]. 丁健.东北大学 2016
[4]硅钙渣制备水泥和碱激发胶凝材料的研究[D]. 刘江.中国建筑材料科学研究总院 2015
硕士论文
[1]高铝粉煤灰低钙碱石灰熟料中铝酸钠的浸出研究[D]. 杨岗.西安建筑科技大学 2019
[2]硫酸焙烧煤粉炉粉煤灰水浸溶Al3+规律及残渣吸附性研究[D]. 程姗.吉林大学 2018
[3]高铝粉煤灰碱石灰悬浮预热烧结试验研究[D]. 刘沛雨.西安建筑科技大学 2018
[4]用硅钙渣烧制水泥熟料的研究[D]. 洪宁.西安建筑科技大学 2017
[5]硅酸钙粉体水热合成技术研究[D]. 刘巧红.东北大学 2015
[6]利用高铝粉煤灰制备拟薄水铝石的基础研究[D]. 冯伟.东北大学 2014
[7]烧结法赤泥脱碱及碱回收工艺研究[D]. 李建伟.郑州大学 2012
[8]以提钾副产物为晶种回收实际污水中磷的研究[D]. 梁鹏.中国地质大学(北京) 2012
[9]降低拜耳法生产氧化铝溶出过程碱耗的研究[D]. 冷学坤.中南大学 2011
[10]合成雪硅钙石吸附Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）、Hg（Ⅱ）的研究[D]. 杜海.中国地质大学（北京） 2008
本文编号：3654620
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