铝型材厂工业污泥综合利用的基础研究
发布时间：2020-07-14 11:39
【摘要】： 铝型材表面处理过程中会产生大量的胶体状废液,经沉淀处理后俗称污泥,进一步脱水后即为含铝废渣。这种废渣数量极大,仅一条年产铝型材2400吨的氧化着色流水线,每年产生污泥约15万吨,废渣2000吨,因此综合利用意义重大。由于该污泥组成复杂,杂质含量高,至今尚未有对其有效回收利用的报导。 本论文详细探讨了铝型材厂污泥的特性及煅烧转化规律,采用化学全分析、XRD、SEM、TEM等多种表征手段系统研究了污泥的化学组成、晶相组成、存在状态、微观结构及在不同温度煅烧晶相转化的规律,为对其进行充分而有效的回收利用提供了理论依据。 首次采用铝厂污泥为主要原料合成了高纯度的堇青石、莫来石和活性氧化铝并进行了器件化研究。与这些材料的常规合成方法相比,本论文的技术路线简单易行,得到的产品纯度高,烧结温度低,性能优越。同时由于该污泥粒径超细,活性很高,不仅可降低原料成本,降低这些产品对天然原料的依赖,还可节约能耗、简化工艺,具有显著的经济、环保和推广应用价值。因此本课题的研究成功可有望改变莫来石、堇青石、以及活性氧化铝吸附剂等材料的传统生产方法,为研制和丌发一系列优质、高效材料提供了新思路,具有重要的创新性和应用价值。 采用X射线粉末衍射、扫描电镜等测试技术,并应用相关分析软件如Philips X’pe rt plus和Rietveld Quantification等分析和确定了各种条件下得到的堇青石和莫来石样品,分析和计算了各样品的晶相结构、晶胞参数、各晶相的含量、存在状态和显微结构。详细探讨了合成高纯度堇青石的最佳原料配比,探讨了在最佳配方的基础上添加高价态,高阳离子场强的氧化物如TiO_2以及各种不同原料杂质(包括Fe_2O_3,CaO,Na_2O,K_2O等)对堇青石缺陷形成、显微结构及烧结
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X758
【图文】：
1 堇青石简介青石化学组成为 2MgO·2Al2O3·5SiO2。它是一种硅酸盐矿物，在较广，但含量较低，很少富集成矿。工业上所使用的堇青石大多具有开采价值的天然的堇青石大矿床至今没有找到[1]。对于其晶大多认为有三种类型：α 型，即高温型，又称印度石（属六方晶 P6/mcc，晶胞参数为：a＝9.800 ，c＝9.345 ），β 型，即低温型，空间群为 Cccm，晶胞参数为：a＝17.083 ，b＝9.738 ，c＝能存在的过渡型。目前的研究成果主要集中在前两种。堇青石的宝石相似如图 2-1 所示，在绿宝石阴离子 Si6O1812－的六个 Si 原子l 代替，形成堇青石阴离子[（Si5Al）O18]13-,整个化合物由于电性中的阳离子（3Be3＋＋2Mg2＋）被堇青石中的（3Al3＋＋2Mg2＋）代配位数都是 4[2]。
图 2-2Al2O3-SiO2二元系统相图Fig.2-2 Al2O3-SiO2Bi-phase diagram莫来石的晶体化学式为Al2[Al2+2xSi2-2x]O10-x，x为单位晶胞失去的氧来石的成分是变化的，以固溶体系列存在，其固溶范围是有争议rnham 于 1963 年指出，从结晶学的观点来看，莫来石的固溶范围x<1，即 Al2SiO5与 Al2O3之间。Yla-Jaaski 和 Nissen 于 1983 年基于化虑，推断莫来石的成分上限为 x=2/3，即 3.4Al2O3·SiO2。Sadanag范围为 0.25<x<0.40，即莫来石成分介于 1.5Al2O3·SiO2与 2Al2O。Scheider 于 1986 年、Padlewski 等将固溶范围增大至 0.17<x<Al2O3·SiO2与 3.16Al2O3·SiO2之间， Angel 和 Prewitt 于 1986、1tler 于 1993 年也支持这一观点。随着温度的升高，x 从 0 到 1，莫来石Al2O3含量增加，SiO2含量减少。理想的 Al2SiO5端元 w(Al2O3)=6iO2)=37.07%。到目前为止，天然产出和人工合成的莫来石 w(Al2O～76%之间，Fischer 等在 2100°C 合成了富铝莫来石，w(Al2O3)=所述，从理论和实际情况来看，莫来石的固溶范围介于 0<x<1，即
铝型材厂工业污泥综合利用的基础研究面体在结构中作周期性的重复排列，[SiO4[AlO6]八面体连接起来，即[SiO4]四面体被[一个面（底面）平行于图面，亦即有 3 个氧离在图面以上或图面以下。这样总共有 4 种不个 O2-可以同时连接 2 个[SiO4]四面体和 3 个第二）规则[41]。
本文编号：2754922
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X758
【图文】：
1 堇青石简介青石化学组成为 2MgO·2Al2O3·5SiO2。它是一种硅酸盐矿物，在较广，但含量较低，很少富集成矿。工业上所使用的堇青石大多具有开采价值的天然的堇青石大矿床至今没有找到[1]。对于其晶大多认为有三种类型：α 型，即高温型，又称印度石（属六方晶 P6/mcc，晶胞参数为：a＝9.800 ，c＝9.345 ），β 型，即低温型，空间群为 Cccm，晶胞参数为：a＝17.083 ，b＝9.738 ，c＝能存在的过渡型。目前的研究成果主要集中在前两种。堇青石的宝石相似如图 2-1 所示，在绿宝石阴离子 Si6O1812－的六个 Si 原子l 代替，形成堇青石阴离子[（Si5Al）O18]13-,整个化合物由于电性中的阳离子（3Be3＋＋2Mg2＋）被堇青石中的（3Al3＋＋2Mg2＋）代配位数都是 4[2]。
图 2-2Al2O3-SiO2二元系统相图Fig.2-2 Al2O3-SiO2Bi-phase diagram莫来石的晶体化学式为Al2[Al2+2xSi2-2x]O10-x，x为单位晶胞失去的氧来石的成分是变化的，以固溶体系列存在，其固溶范围是有争议rnham 于 1963 年指出，从结晶学的观点来看，莫来石的固溶范围x<1，即 Al2SiO5与 Al2O3之间。Yla-Jaaski 和 Nissen 于 1983 年基于化虑，推断莫来石的成分上限为 x=2/3，即 3.4Al2O3·SiO2。Sadanag范围为 0.25<x<0.40，即莫来石成分介于 1.5Al2O3·SiO2与 2Al2O。Scheider 于 1986 年、Padlewski 等将固溶范围增大至 0.17<x<Al2O3·SiO2与 3.16Al2O3·SiO2之间， Angel 和 Prewitt 于 1986、1tler 于 1993 年也支持这一观点。随着温度的升高，x 从 0 到 1，莫来石Al2O3含量增加，SiO2含量减少。理想的 Al2SiO5端元 w(Al2O3)=6iO2)=37.07%。到目前为止，天然产出和人工合成的莫来石 w(Al2O～76%之间，Fischer 等在 2100°C 合成了富铝莫来石，w(Al2O3)=所述，从理论和实际情况来看，莫来石的固溶范围介于 0<x<1，即
铝型材厂工业污泥综合利用的基础研究面体在结构中作周期性的重复排列，[SiO4[AlO6]八面体连接起来，即[SiO4]四面体被[一个面（底面）平行于图面，亦即有 3 个氧离在图面以上或图面以下。这样总共有 4 种不个 O2-可以同时连接 2 个[SiO4]四面体和 3 个第二）规则[41]。
【引证文献】
相关期刊论文 前1条
1 刘艳春;曾令可;祝杰;王慧;戴武斌;程小苏;王兆春;;粘土原料对用铝型材厂废渣制备莫来石的影响[J];中国陶瓷;2010年12期
本文编号：2754922
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