钢铁冶金废渣硅酸盐混凝剂的制备及其应用研究
发布时间：2022-12-10 16:01
高炉水淬渣是一种主要的钢铁冶金废渣，因其特殊的化学成分及物相结构，经处理可制成水处理药剂，但利用高炉水淬渣制备硅酸盐混凝剂尚未研究。 本文以包钢高炉水淬渣为合成原料，制备成聚硅酸硫酸铝铁混凝剂（PSSAF）和硅酸硫酸铝铁混凝剂（SSAF）。试验研究结果如下： （1）酸浸提取铁铝离子研究表明：在无水Na2CO3/高炉水淬渣质量比为0.3、焙烧温度为900℃、焙烧时间为2h条件下，酸渣比为25：1、反应温度为100℃、酸浓度为6mol/L、反应时间为60min时，Al3+、Fe3+、Si的浸出率达到最大，分别为3.37%、28%和0.77%；X射线衍射（XRD）及电镜扫描结果表明物相发生改变； （2）碱浸提取硅元素研究表明：酸浸后碱浸可有效浸取高炉水淬渣中的硅元素，根据实验得出碱浸最佳实验条件：NaOH浓度为5.5mol/L；反应时间为5min；碱渣比为25：1；反应温度为80℃，此时Si的浸出率最高为60%，Si的浓度为9265mg/L； （3）硅酸盐混凝剂的制备及应用研究表明：（Fe+Al）/Si=0.53:1；反应时间30min；常温条件下，此时对污水的浊度去...
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 硅酸盐混凝剂的国内外研究现状
1.1.1 国外研究现状
1.1.2 国内研究现状
1.2 钢铁冶金废渣概述
1.2.1 钢铁冶金废渣特性
1.2.2 钢铁冶金废渣的化学组成
1.2.3 钢铁冶金废渣的应用现状
1.3 固体废物中铝铁硅浸出的国内外研究现状
1.4 硅酸盐混凝剂的制备现状
1.5 固体废物硅酸盐混凝剂的研究现状
1.5.1 国外研究现状
1.5.2 国内研究现状
1.6 研究意义、目的及内容
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究目的
1.6.3 研究内容
2 实验材料及方法
2.1 实验原料、药剂和仪器
2.1.1 实验原料的特征分析
2.1.2 实验用水的水质情况
2.1.3 实验药剂
2.1.4 实验仪器和设备
2.2 实验方法
2.2.1 离子浸出
2.2.2 混凝剂的合成
2.2.3 混凝实验
2.3 分析及测定方法
2.3.1 浸出率计算方法
2.3.2 水质分析指标
2.3.3 离子浓度测定
2.3.4 XRD 测试条件及方法
2.3.5 显微形貌的分析
3 高炉水淬渣中铝、铁、硅的浸出研究
3.1 直接酸浸
3.1.1 酸浸原理
3.1.2 H2SO4浓度对 Al~(3+)、Fe~(3+)、Si 的浸出率效果的影响
3.1.3 酸渣比对 Al~(3+)、Fe~(3+)、Si 的浸出率效果的影响
3.1.4 反应温度对 Al~(3+)、Fe~(3+)、Si 的浸出率效果的影响
3.1.5 反应时间对 Al~(3+)、Fe~(3+)、Si 的浸出率效果的影响
3.1.6 直接酸浸正交实验
3.1.7 小结
3.2 活化方法对高炉水淬渣中Al~(3+)、Fe~(3+)、Si 浸出率的影响研究
3.2.1 直接焙烧酸浸对Al~(3+)、Fe~(3+)、Si 浸出率影响
3.2.2 活化实验
3.2.3 添加助溶剂对 Al~(3+)、Fe~(3+)、Si 浸出率影响
3.2.4 焙烧助熔机理分析
3.2.5 小结
3.3 酸浸后碱浸对高炉水淬渣中 Si 浸出研究
3.3.1 NaOH 浓度对 Si 的浸出率效果的影响
3.3.2 碱渣比对 Si 的浸出率效果的影响
3.3.3 反应时间对 Si 的浸出率效果的影响
3.3.4 反应温度对 Si 的浸出率效果的影响
3.3.5 碱浸对 Si 的浸出率优化实验
3.3.6 碱浸分析
3.3.7 小结
4 高炉水淬渣硅酸盐混凝剂的制备及应用研究
4.1 混凝剂合成工艺的确定
4.1.1 （Al+Fe）/Si 摩尔比对混凝剂混凝效果的影响
4.1.2 熟化时间对混凝剂混凝效果的影响
4.1.3 pH 值对混凝剂混凝效果的影响
4.1.4 温度对混凝效果的影响
4.2 高炉水淬渣硅酸盐混凝剂的制备
4.2.1 酸浸液的制备 .
4.2.2 碱浸液的制备 .
4.2.3 高炉水淬渣硅酸盐混凝剂的制备
4.3 混凝剂稳定性 .
4.4 高炉水淬渣硅酸盐混凝剂的应用研究
4.4.1 对焦化厂初沉池出水的应用
4.4.2 PSSAF 对焦化厂二沉池出水的应用
4.5 不同混凝剂的混凝对比实验
4.5.1 对比实验方法
4.5.2 对比实验结果
4.6 混凝机理
4.7 PSSAF 生成经济分析及初步成本核算
4.7.1 物料衡算
4.7.2 生产成本估算
4.8 小结
结论及建议
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]碱式稀土混凝剂在焦化废水处理中的应用[J]. 史冬雪,延克军,李光芝,张春华,王丽. 稀土. 2012(06)
[2]煤矸石的改性及其对稀土生产废水中氨氮的吸附[J]. 杜明展,陈莉荣,李玉梅,窦艳铭. 化工环保. 2012(04)
[3]固体聚硅酸铁铝混凝剂的制备及其混凝除磷研究[J]. 梁美娜,韦文慧,朱义年,张华. 水处理技术. 2012(04)
[4]聚硅酸铝铁（Ⅱ）镁混凝剂的制备及其对印染废水的处理[J]. 陈凌,沙琳,张正红,张彩平,钱培荣,周青. 水处理技术. 2011(12)
[5]新型粉煤灰絮凝剂的制备及其应用研究[J]. 兰善红,杨丹,范洪波,武秀文. 工业水处理. 2011(01)
[6]聚硅酸氯化铁絮凝剂的制备及其性能研究[J]. 张莉红,徐建京,衣守志,梁晶,陈国民. 工业水处理. 2010(07)
[7]用工业废渣赤泥制备混凝剂的研究[J]. 姚珺. 化学与生物工程. 2009(11)
[8]粉煤灰制备聚硅酸复合聚合硫酸铁及性能研究[J]. 张爱丽,王殿宇,周集体,邓晴雯. 环境科学. 2009(07)
[9]苏州高岭土尾矿的高效综合利用[J]. 张忠飞,陈丽昆,李心昌,文斐,陆云峰,李青. 非金属矿. 2008(05)
[10]染料废水脱色混凝剂（PSDC-Ⅲ）的开发及工程应用[J]. 许晓峰,刘春前,卢小钦,黄新文. 水处理技术. 2008(09)
硕士论文
[1]从含铁尘泥回收铁的试验研究[D]. 龚俊.内蒙古科技大学 2010
[2]粉煤灰制备聚硅酸铝铁絮凝剂及对高浊水的处理研究[D]. 王曦.长安大学 2009
[3]粉煤灰中硅铝铁的强化浸出及聚硅酸硫酸铝铁絮凝剂的合成[D]. 梁金奎.上海海洋大学 2008
[4]碱法处理粉煤灰制备无机高分子混凝剂及其应用研究[D]. 胡凯.哈尔滨工业大学 2007
[5]复合聚硅酸盐制备及焦化废水处理研究[D]. 王晓莉.四川大学 2006
本文编号：3717061
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【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 硅酸盐混凝剂的国内外研究现状
1.1.1 国外研究现状
1.1.2 国内研究现状
1.2 钢铁冶金废渣概述
1.2.1 钢铁冶金废渣特性
1.2.2 钢铁冶金废渣的化学组成
1.2.3 钢铁冶金废渣的应用现状
1.3 固体废物中铝铁硅浸出的国内外研究现状
1.4 硅酸盐混凝剂的制备现状
1.5 固体废物硅酸盐混凝剂的研究现状
1.5.1 国外研究现状
1.5.2 国内研究现状
1.6 研究意义、目的及内容
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究目的
1.6.3 研究内容
2 实验材料及方法
2.1 实验原料、药剂和仪器
2.1.1 实验原料的特征分析
2.1.2 实验用水的水质情况
2.1.3 实验药剂
2.1.4 实验仪器和设备
2.2 实验方法
2.2.1 离子浸出
2.2.2 混凝剂的合成
2.2.3 混凝实验
2.3 分析及测定方法
2.3.1 浸出率计算方法
2.3.2 水质分析指标
2.3.3 离子浓度测定
2.3.4 XRD 测试条件及方法
2.3.5 显微形貌的分析
3 高炉水淬渣中铝、铁、硅的浸出研究
3.1 直接酸浸
3.1.1 酸浸原理
3.1.2 H2SO4浓度对 Al~(3+)、Fe~(3+)、Si 的浸出率效果的影响
3.1.3 酸渣比对 Al~(3+)、Fe~(3+)、Si 的浸出率效果的影响
3.1.4 反应温度对 Al~(3+)、Fe~(3+)、Si 的浸出率效果的影响
3.1.5 反应时间对 Al~(3+)、Fe~(3+)、Si 的浸出率效果的影响
3.1.6 直接酸浸正交实验
3.1.7 小结
3.2 活化方法对高炉水淬渣中Al~(3+)、Fe~(3+)、Si 浸出率的影响研究
3.2.1 直接焙烧酸浸对Al~(3+)、Fe~(3+)、Si 浸出率影响
3.2.2 活化实验
3.2.3 添加助溶剂对 Al~(3+)、Fe~(3+)、Si 浸出率影响
3.2.4 焙烧助熔机理分析
3.2.5 小结
3.3 酸浸后碱浸对高炉水淬渣中 Si 浸出研究
3.3.1 NaOH 浓度对 Si 的浸出率效果的影响
3.3.2 碱渣比对 Si 的浸出率效果的影响
3.3.3 反应时间对 Si 的浸出率效果的影响
3.3.4 反应温度对 Si 的浸出率效果的影响
3.3.5 碱浸对 Si 的浸出率优化实验
3.3.6 碱浸分析
3.3.7 小结
4 高炉水淬渣硅酸盐混凝剂的制备及应用研究
4.1 混凝剂合成工艺的确定
4.1.1 （Al+Fe）/Si 摩尔比对混凝剂混凝效果的影响
4.1.2 熟化时间对混凝剂混凝效果的影响
4.1.3 pH 值对混凝剂混凝效果的影响
4.1.4 温度对混凝效果的影响
4.2 高炉水淬渣硅酸盐混凝剂的制备
4.2.1 酸浸液的制备 .
4.2.2 碱浸液的制备 .
4.2.3 高炉水淬渣硅酸盐混凝剂的制备
4.3 混凝剂稳定性 .
4.4 高炉水淬渣硅酸盐混凝剂的应用研究
4.4.1 对焦化厂初沉池出水的应用
4.4.2 PSSAF 对焦化厂二沉池出水的应用
4.5 不同混凝剂的混凝对比实验
4.5.1 对比实验方法
4.5.2 对比实验结果
4.6 混凝机理
4.7 PSSAF 生成经济分析及初步成本核算
4.7.1 物料衡算
4.7.2 生产成本估算
4.8 小结
结论及建议
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]碱式稀土混凝剂在焦化废水处理中的应用[J]. 史冬雪,延克军,李光芝,张春华,王丽. 稀土. 2012(06)
[2]煤矸石的改性及其对稀土生产废水中氨氮的吸附[J]. 杜明展,陈莉荣,李玉梅,窦艳铭. 化工环保. 2012(04)
[3]固体聚硅酸铁铝混凝剂的制备及其混凝除磷研究[J]. 梁美娜,韦文慧,朱义年,张华. 水处理技术. 2012(04)
[4]聚硅酸铝铁（Ⅱ）镁混凝剂的制备及其对印染废水的处理[J]. 陈凌,沙琳,张正红,张彩平,钱培荣,周青. 水处理技术. 2011(12)
[5]新型粉煤灰絮凝剂的制备及其应用研究[J]. 兰善红,杨丹,范洪波,武秀文. 工业水处理. 2011(01)
[6]聚硅酸氯化铁絮凝剂的制备及其性能研究[J]. 张莉红,徐建京,衣守志,梁晶,陈国民. 工业水处理. 2010(07)
[7]用工业废渣赤泥制备混凝剂的研究[J]. 姚珺. 化学与生物工程. 2009(11)
[8]粉煤灰制备聚硅酸复合聚合硫酸铁及性能研究[J]. 张爱丽,王殿宇,周集体,邓晴雯. 环境科学. 2009(07)
[9]苏州高岭土尾矿的高效综合利用[J]. 张忠飞,陈丽昆,李心昌,文斐,陆云峰,李青. 非金属矿. 2008(05)
[10]染料废水脱色混凝剂（PSDC-Ⅲ）的开发及工程应用[J]. 许晓峰,刘春前,卢小钦,黄新文. 水处理技术. 2008(09)
硕士论文
[1]从含铁尘泥回收铁的试验研究[D]. 龚俊.内蒙古科技大学 2010
[2]粉煤灰制备聚硅酸铝铁絮凝剂及对高浊水的处理研究[D]. 王曦.长安大学 2009
[3]粉煤灰中硅铝铁的强化浸出及聚硅酸硫酸铝铁絮凝剂的合成[D]. 梁金奎.上海海洋大学 2008
[4]碱法处理粉煤灰制备无机高分子混凝剂及其应用研究[D]. 胡凯.哈尔滨工业大学 2007
[5]复合聚硅酸盐制备及焦化废水处理研究[D]. 王晓莉.四川大学 2006
本文编号：3717061
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3717061.html
