高炉渣水热法制备水合二氧化硅的工艺研究
发布时间：2021-11-20 12:38
近年来,随着我国钢铁产能的不断增加,高炉渣作为高炉炼铁的主要副产物产量也不断增加。目前,我国高炉渣主要是以传统粗放式利用为主,降低了其经济价值。为了高炉渣高附加值利用的研究,一些学者以高炉渣为原料制备附加值较高的精细化工产品,但采用水热法消解高炉渣制备水合二氧化硅的方法却未见报道。因此,本论文以高炉渣为原料,采用水热法对高炉渣进行消解,制备水合硅酸铝钠前驱体,再通过调节水合硅酸铝钠溶液pH制备水合二氧化硅。旨在为高炉渣综合利用提供技术路线和研究基础。本研究的主要创新点以及成果如下:以高炉渣为研究对象,考察高炉渣中玻璃体含量随时间的变化规律,为高炉渣的综合利用提供理论依据;以高炉渣中的硅元素为目标组分,研究各相关因素对反应的影响规律;通过对高炉渣水热反应过程中的热力学和动力学分析,探明高炉渣的碱溶行为,揭示碱溶出目标组分的控制机制,实现目标组分与高炉渣的高效分离;对pH调节过程中二氧化硅沉淀机理进行了分析,为沉淀水合二氧化硅提供了理论依据。对高炉渣的化学成分、晶体特征进行分析;研究高炉渣中玻璃体含量随时间的变化规律。结果表明;高炉渣的质量系数为1.89,水硬性系数为1.98,活性系数为0...
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 文献综述
1.2.1 高炉渣综合利用现状
1.2.2 水合二氧化硅的性质及研究现状
第二章 研究方案
2.1 研究目标和内容
2.1.1 研究目标
2.1.2 研究内容
2.2 技术路线
2.3 检测分析与表征方法
2.3.1 检测分析
2.3.1.1 产品加热减量的测定
2.3.1.2 产品灼烧减量的测定
2.3.1.3 产品pH的测定
2.3.1.4 总铜、总锰和总铁含量的测定
2.3.1.5 邻苯二甲酸二丁酯吸收值得测定
2.3.1.6 SiO_2转化率的测定
2.3.1.7 样品中二氧化硅含量的测定
2.3.2 表征方法
2.3.2.1 X射线荧光光谱分析（XRF）
2.3.2.2 X射线衍射分析（XRD）
2.3.2.3 扫描电子显微镜分析（SEM）
2.3.2.4 透射电子显微镜分析（TEM）
2.3.2.5 傅里叶红外光谱分析（FT-IR）
2.3.2.6 热重分析（TG-DSC）
第三章 高炉渣物理化学性质的研究
3.1 引言
3.2 实验原料及仪器
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验仪器
3.3 实验步骤与高炉渣的表征
3.3.1 实验步骤
3.3.2 高炉渣的表征
3.4 结果与讨论
3.4.1 高炉渣的化学组成分析
3.4.2 高炉渣的质量指标
3.4.3 高炉渣的粒径
3.4.4 高炉渣的晶体特征
3.4.5 堆放时间对高炉渣性能的影响
3.5 本章小结
第四章 水合二氧化硅的制备与表征
4.1 引言
4.2 实验原料、试剂和仪器
4.2.1 主要原料及试剂
4.2.2 实验仪器
4.3 实验方法
4.3.1 水合硅酸铝钠的制备
4.3.2 水合二氧化硅的制备
4.4 实验结果与讨论
4.4.1 水合二氧化硅性能检测结果
4.4.2 产品晶体特征分析
4.4.3 产品FT-IR分析
4.4.4 产品的TG-DSC分析
4.4.5 产品结构与粒径分析
4.5 本章小结
第五章 碱溶过程各相关因素对SiO_2转化率的影响
5.1 引言
5.2 实验原料、试剂和仪器
5.2.1 主要原料及试剂
5.2.2 实验仪器
5.3 实验方法
5.4 结果与讨论
5.4.1 高炉渣水热反应热力学分析
5.4.2 碱溶过程中各影响因素对SiO_2转化率的影响
5.4.2.1 反应温度对SiO_2转化率的影响
5.4.2.2 NaOH浓度及反应时间对SiO_2转化率的影响
5.4.2.3 碱渣质量比对SiO_2转化率的影响
5.4.2.4 工艺条件优化
5.4.3 碱溶动力学
5.5 本章小结
第六章 pH调节过程各相关因素对SiO_2纯度的影响
6.1 引言
6.2 实验试剂及仪器
6.2.1 实验试剂
6.2.2 实验仪器
6.3 实验方法
6.4 结果与讨论
6.4.1 水合二氧化硅沉淀机理
6.4.2 反应温度对SiO_2纯度的影响
6.4.3 盐酸浓度与滴加速率对SiO_2纯度的影响
6.4.4 不同终点pH下陈化时间对SiO_2纯度的影响
6.4.5 工艺条件的优化
6.5 本章小结
第七章 残渣和废液的处理初探
7.1 引言
7.2 残渣的处理
7.2.1 残渣处理工艺流程
7.2.2 残渣处理主要步骤
7.3 废液的处理
7.3.1 废液处理工艺流程
7.3.2 废液处理主要步骤
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
在校研究成果
致谢
本文编号：3507341
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 文献综述
1.2.1 高炉渣综合利用现状
1.2.2 水合二氧化硅的性质及研究现状
第二章 研究方案
2.1 研究目标和内容
2.1.1 研究目标
2.1.2 研究内容
2.2 技术路线
2.3 检测分析与表征方法
2.3.1 检测分析
2.3.1.1 产品加热减量的测定
2.3.1.2 产品灼烧减量的测定
2.3.1.3 产品pH的测定
2.3.1.4 总铜、总锰和总铁含量的测定
2.3.1.5 邻苯二甲酸二丁酯吸收值得测定
2.3.1.6 SiO_2转化率的测定
2.3.1.7 样品中二氧化硅含量的测定
2.3.2 表征方法
2.3.2.1 X射线荧光光谱分析（XRF）
2.3.2.2 X射线衍射分析（XRD）
2.3.2.3 扫描电子显微镜分析（SEM）
2.3.2.4 透射电子显微镜分析（TEM）
2.3.2.5 傅里叶红外光谱分析（FT-IR）
2.3.2.6 热重分析（TG-DSC）
第三章 高炉渣物理化学性质的研究
3.1 引言
3.2 实验原料及仪器
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验仪器
3.3 实验步骤与高炉渣的表征
3.3.1 实验步骤
3.3.2 高炉渣的表征
3.4 结果与讨论
3.4.1 高炉渣的化学组成分析
3.4.2 高炉渣的质量指标
3.4.3 高炉渣的粒径
3.4.4 高炉渣的晶体特征
3.4.5 堆放时间对高炉渣性能的影响
3.5 本章小结
第四章 水合二氧化硅的制备与表征
4.1 引言
4.2 实验原料、试剂和仪器
4.2.1 主要原料及试剂
4.2.2 实验仪器
4.3 实验方法
4.3.1 水合硅酸铝钠的制备
4.3.2 水合二氧化硅的制备
4.4 实验结果与讨论
4.4.1 水合二氧化硅性能检测结果
4.4.2 产品晶体特征分析
4.4.3 产品FT-IR分析
4.4.4 产品的TG-DSC分析
4.4.5 产品结构与粒径分析
4.5 本章小结
第五章 碱溶过程各相关因素对SiO_2转化率的影响
5.1 引言
5.2 实验原料、试剂和仪器
5.2.1 主要原料及试剂
5.2.2 实验仪器
5.3 实验方法
5.4 结果与讨论
5.4.1 高炉渣水热反应热力学分析
5.4.2 碱溶过程中各影响因素对SiO_2转化率的影响
5.4.2.1 反应温度对SiO_2转化率的影响
5.4.2.2 NaOH浓度及反应时间对SiO_2转化率的影响
5.4.2.3 碱渣质量比对SiO_2转化率的影响
5.4.2.4 工艺条件优化
5.4.3 碱溶动力学
5.5 本章小结
第六章 pH调节过程各相关因素对SiO_2纯度的影响
6.1 引言
6.2 实验试剂及仪器
6.2.1 实验试剂
6.2.2 实验仪器
6.3 实验方法
6.4 结果与讨论
6.4.1 水合二氧化硅沉淀机理
6.4.2 反应温度对SiO_2纯度的影响
6.4.3 盐酸浓度与滴加速率对SiO_2纯度的影响
6.4.4 不同终点pH下陈化时间对SiO_2纯度的影响
6.4.5 工艺条件的优化
6.5 本章小结
第七章 残渣和废液的处理初探
7.1 引言
7.2 残渣的处理
7.2.1 残渣处理工艺流程
7.2.2 残渣处理主要步骤
7.3 废液的处理
7.3.1 废液处理工艺流程
7.3.2 废液处理主要步骤
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
在校研究成果
致谢
本文编号：3507341
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