淮南电厂粉煤灰制备分子筛及提取硅铝的研究

发布时间：2023-04-01 18:28

　　粉煤灰是燃煤电厂排弃的固体废弃物,我国是世界煤炭生产和使用大国,燃煤发电长期以来一直是电力生产的主要方式,由此产生的粉煤灰量每年达1.6亿吨,预计到2020年,我国粉煤灰总堆存量将高达30亿吨之多。大量粉煤灰的堆放不仅占用土地和农田,浪费土地资源,还会污染土壤、空气和水体,影响人体健康。因此,如何处理燃煤电厂排放的粉煤灰,一直是业界和研究者们关注的热点课题。目前,我国粉煤灰利用主要集中在建筑、建材和筑路等方面。这种简单的利用方式,虽然减少了粉煤灰的堆放,但却浪费了灰中富含的硅、铝资源。因此,开发新的利用途径,实现粉煤灰中氧化铝、氧化硅的资源化利用,不仅具有重大的现实环保意义,还具有一定的经济价值。本论文针对淮南某电厂粉煤灰进行了三个方面的资源化利用研究,分别是:(1)利用碱熔水热法制备13X型分子筛;(2)从粉煤灰中提取铝;(3)从粉煤灰提铝残渣中提取硅。论文主要内容如下:第一章文献综述,简要概括了粉煤灰的化学组成、对环境产生的不利影响以及粉煤灰的利用现状,重点介绍了分子筛的结构、性质、合成机理,利用粉煤灰合成分子筛的研究进展,以及提铝、提硅工艺研究进展。提出本论文的研究目的和内容。第...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 文献综述
    1.1 粉煤灰
        1.1.1 粉煤灰简介
        1.1.2 粉煤灰的危害
        1.1.3 粉煤灰的综合利用
    1.2 粉煤灰制备分子筛
        1.2.1 分子筛的结构
        1.2.2 分子筛的分类
        1.2.3 分子筛的性质
        1.2.4 分子筛的合成机理
        1.2.5 分子筛的研究现状
    1.3 粉煤灰提取铝简介
        1.3.1 酸法提取铝
        1.3.2 碱法提取氧化铝
        1.3.3 铵盐提取铝
        1.3.4 其他方法
    1.4 粉煤灰提取硅简介
        1.4.1 工业制备法提取硅
        1.4.2 粉煤灰为硅源提取硅
    1.5 本论文的研究思路和主要内容
2 粉煤灰碱熔水热法制备13X型分子筛
    2.1 引言
    2.2 实验过程
        2.2.1 试剂和原料
        2.2.2 实验方法
        2.2.3 表征方法
        2.2.4 Ca²⁺离子交换容量测定
        2.2.5 13X分子筛的合成条件
        2.2.6 13X分子筛的优化合成
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 粉煤灰组分分析
        2.3.2 分子筛的XRD图谱
        2.3.3 分子筛的SEM表征
        2.3.4 分子筛的FT-IR光谱图
        2.3.5 分子筛的TG-DTA曲线
        2.3.6 分子筛的Ca²⁺离子交换容量
    2.4 本章小结
3 粉煤灰与NaOH/Na2CO3混合物制备13X型分子筛
    3.1 引言
    3.2 实验
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 分子筛吸湿水量的测定
        3.2.4 分子筛钙离子交换能力的测定
        3.2.5 晶种的配置
        3.2.6 分子筛的合成步骤
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 制备条件对分子筛合成的影响
        3.3.2 晶种对分子筛合成的影响
        3.3.3 合成分子筛性能表征
    3.4 本章小结
4 粉煤灰与NH₄HSO₄/H₂SO₄混合熔融提取铝
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 粉煤灰成分
        4.2.2 实验原理及流程
        4.2.3 实验原料与仪器
        4.2.4 溶液中铝离子含量的测定
        4.2.5 实验过程
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 硫酸氢铵与粉煤灰焙烧
        4.3.2 硫酸氢铵焙烧熟料和提铝渣化学分析
        4.3.3 硫酸-硫酸氢铵与粉煤灰焙烧
        4.3.4 硫酸/硫酸氢铵焙烧熟料与提铝渣化学表征
    4.4 本章小结
5 粉煤灰提铝残渣与NaOH熔融提取硅
    5.1 引言
    5.2 实验方案
    5.3 实验指标检验
    5.4 结果与讨论
        5.4.1 焙烧碱灰质量比对提取率的影响
        5.4.2 焙烧温度对提取率的影响
        5.4.3 焙烧时间对提取率的影响
        5.4.4 液固比对提取率的影响
        5.4.5 搅拌温度对提取率的影响
        5.4.6 搅拌时间对提取率的影响
        5.4.7 提硅后的残渣分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果



本文编号：3777640