【摘要】：隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn),工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量越來(lái)越大,也產(chǎn)生了大量的工業(yè)固體廢棄物,如氧化鋁提取行業(yè)的尾料赤泥,火力發(fā)電廠的副產(chǎn)品脫硫石膏,乙炔制備工業(yè)的廢渣電石渣和電解鋁工業(yè)的熔渣鋁灰等。一方面,工業(yè)固體廢棄物處理利用難度大,成本高,利用率低,導(dǎo)致大量堆放,不僅占用大量土地,帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染,而且堆場(chǎng)的建設(shè)維護(hù)費(fèi)用高昂,隨時(shí)有潰壩的危險(xiǎn)；另一方面,工業(yè)的飛速發(fā)展,對(duì)原材料資源的需求量越來(lái)越大,造成自然資源的逐步枯竭,同時(shí)國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)越來(lái)越重視,環(huán)保法規(guī)越來(lái)越完善。因此,工業(yè)固廢的資源化利用引起了越來(lái)越多的關(guān)注。目前,完全以工業(yè)固廢為原料制備硫鋁酸鹽水泥(主要成分是2CaO·SiO2、 3CaO·3Al2O3·CaSO4和鐵相)的研究報(bào)道在國(guó)內(nèi)外還很少見(jiàn),本文以山東茌平信發(fā)工業(yè)園的四種主要工業(yè)固廢：脫堿赤泥、脫硫石膏、電石渣和鋁灰為原料,在分析其來(lái)源、組成、性質(zhì)、利用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合水泥配料計(jì)算方法和高溫煅燒工藝并加以改進(jìn),制備符合水泥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的硫鋁酸鹽水泥,通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析,證實(shí)工業(yè)固廢制備硫鋁酸鹽水泥的可行性,達(dá)到資源化利用的目的。本文進(jìn)一步對(duì)工業(yè)固廢制備硫鋁酸鹽水泥的反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行熱力學(xué)分析,借鑒和總結(jié)國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于無(wú)機(jī)化合物熱力學(xué)參數(shù)的計(jì)算方法,對(duì)水泥礦物中的幾種主要鐵相進(jìn)行熱力學(xué)計(jì)算,獲取其主要熱力學(xué)參數(shù),完善了硫鋁酸鹽水泥的熱力學(xué)研究體系,為水泥化學(xué)反應(yīng)的理論數(shù)值計(jì)算提供依據(jù)。在計(jì)算獲得鐵相的熱力學(xué)參數(shù)后,本文對(duì)熱力學(xué)計(jì)算軟件FactSage缺失的鐵相數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了擴(kuò)展,利用FactSage軟件模擬CaO、Fe2O3、Al2O3三種物質(zhì)在高溫煅燒條件下反應(yīng)生成鐵相的情況,分析不同溫度和不同反應(yīng)物比例條件下形成鐵相礦物組成情況和存在形式,并與鈣鋁鐵三相煅燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證軟件模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性,接著以幾種工業(yè)固廢的主要化學(xué)成分CaO、Al2O3、 SiO2、CaSO4為反應(yīng)物,模擬鈣鋁鐵硅硫的五相反應(yīng)過(guò)程,考察五相反應(yīng)結(jié)果隨反應(yīng)溫度不同主要礦物的變化規(guī)律,考察五相反應(yīng)隨著某一相含量的不同主要礦物的變化趨勢(shì),為以后進(jìn)一步擴(kuò)展利用更多種類的工業(yè)固廢制備硫鋁酸鹽水泥的可行性提供快速判斷依據(jù),為工業(yè)固廢制備硫鋁酸鹽水泥的原料快速靈活配料、熟料礦物成分優(yōu)化研究提供理論參考。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ172.1

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