高硅渣烧结法制备白炭黑工艺研究

发布时间：2024-06-27 20:31

　　粉煤灰是火电厂燃煤时排出的工业固体废弃物,堆积如山的粉煤灰不仅占用大量土地资源,污染周边生态环境,甚至威胁到公众健康。而粉煤灰富含大量的铝、硅元素及种类繁多的稀有元素,是一种高价值的二次资源。目前研究多是针对高铝粉煤灰提取氧化铝的相关研究,但是对于酸法技术路线中产生的高硅渣的高值化利用还有待进一步研究。本文以硫酸氢铵浸出粉煤灰提取氧化铝新工艺中产生的高硅渣和碳酸钠为原料制备白炭黑,并对烧结过程、溶出过程、碳酸化分解过程进行了研究。在高硅渣、碳酸钠混合烧结过程中,考察了烧结温度、烧结时间和碳酸钠过量率对二氧化硅溶出率的影响。采用响应曲面法对烧结工艺条件进行了优化,得到的最佳工艺条件为:烧结温度为1192.9K,烧结时间为120min,碳酸钠过量率为9.74%,在此条件下,二氧化硅溶出率达到87.50%。高硅渣、碳酸钠烧结反应动力学表明:在1023～1123K温度区间内,烧结过程受固体产物层内扩散控制,反应表观活化能为141.13k J/mol。在1123～1223K温度区间内,烧结过程受固体产物层内扩散控制,反应表观活化能为33.44k J/mol。在溶出过程中,主要考察了工艺条件对溶出...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2PCFA与CFBFA的XRD衍射图谱

第1章绪论3图1.2PCFA与CFBFA的XRD衍射图谱Fig.1.2XRDpatternofPCFAandCFBFA煤粉炉粉煤灰中的矿物相由煤粉中的矿物相燃烧转变而来，虽然煤粉的种类因地而异，但其中所含矿物相的种类大抵相同。煤粉炉粉煤灰中典型的矿物相有高岭石、伊利石、石英、石灰....

图1.4白炭黑的结构

第1章绪论11殊的理化性质[49]。白炭黑作为一种重要的硅系无机精细化工原料，广泛应用于橡胶、医药、塑料、造纸、涂料、日用品等领域[50-53]。白炭黑的结构见图1.4。图1.4白炭黑的结构Fig.1.4Structureofwhitecarbonblack由图1.4可知，四面体....

图2.2高硅渣的SEM图

第2章试验材料与方法152.1.3原料的微观形貌图2.2（a）和图2.2（b）分别为放大500倍和1000倍的高硅渣SEM图像。（a）低倍SEM图（b）高倍SEM图图2.2高硅渣的SEM图Fig.2.2SEMmicrograpgsofhighsiliconslag由图2.2可以看....

图2.3实验装置示意图

第2章试验材料与方法172.3实验方法2.3.1高硅渣制备硅酸钠熟料溶出液取10g高硅渣与一定化学计量比的无水碳酸钠混合并压制成片状，用100ml刚玉坩埚装载待烧生料并置于马弗炉中，升温到预定温度后保温一定时间，反应结束后随炉冷却。按固液比1:4的比例将破碎后的烧结熟料和去离子水....

本文编号：3995901