【摘要】：粘土礦是重要的無機非金屬礦產資源,儲量豐富,類型多樣。以伊利石為主要礦物的粘土礦是其中的主要類型之一。大多數(shù)伊利石型粘土礦組成復雜、純度低,難以直接利用。伊利石型粘土礦作為白炭黑及聚合硫酸鋁產品原料研究匱乏。本文以伊利石型粘土礦為原料,通過對其提純加工,利用其提純產物制備白炭黑和聚合硫酸鋁,白炭黑可用于油漆涂料填充劑、橡膠補強劑、塑料增粘劑和觸變劑、合成潤滑脂硅脂的稠化劑等領域,聚合硫酸鋁可用于進行污水處理。本文對伊利石型粘土礦的材料化利用既考慮了實驗產物的綜合與循環(huán)利用、也考慮了該型礦產的經濟社會效益,開拓了伊利石型粘土礦的利用途徑。本文選用內蒙石跎山伊利石型粘土礦為原料,經過煅燒、酸浸、過濾等環(huán)節(jié)除雜預處理制得硅渣,將硅渣堿溶制得白炭黑;對預處理后的濾液經蒸發(fā)、結晶、過濾等過程純化后再經過聚合、乳化、熟化、過濾等步驟制得聚合硫酸鋁。對200目伊利石型粘土礦粉進行煅燒實驗發(fā)現(xiàn),加入一定比例量的碳酸鈉與其共混高溫煅燒比將其直接煅燒時粘土礦物晶體結構中的鋁更易浸出。將伊利石型粘土礦粉堿熔煅燒后用H2SO4酸浸除雜。分析了煅燒溫度、煅燒時間、堿礦比、酸浸反應溫度、酸浸反應時間、硫酸濃度、液固比等7個因素對原料中鋁浸出率的影響,通過單因素及正交試驗得出了各個因素對其影響順序以及最佳實驗條件是:煅燒溫度850℃、煅燒時間90 min、堿礦比2:5、酸浸反應溫度90 ℃、酸浸反應時間1.5 h、硫酸濃度30%、液固比8:1,在此條件下,氧化鋁浸出率達到85.38%,最佳條件下濾渣中二氧化硅含量為82.7%,氧化鋁含量為4.22%。以酸浸濾渣為原料,通過堿溶工藝制備出了性能良好的白炭黑。通過單因素及正交試驗對比得到的白炭黑最佳實驗條件為:液固比12:1,NaOH溶液濃度12%,反應溫度90 ℃,反應時間1.5 h。以酸浸濾液為原料制備了聚合硫酸鋁,綜合分析了鹽基度、反應溫度、反應時間等因素對產品以產品濁度去除率等主要參數(shù)的影響,得到了其最佳制備條件是:鹽基度控制在40%,反應時間為100 min,反應溫度為90 ℃。同時探究了溫度、pH值、絮凝劑用量對煤泥水絮凝效果的影響,制備出來的產品達到了行業(yè)標準,具有廣闊的應用前景。
【圖文】：

圖 1.1 伊利石的晶體結構示意圖Fig. 1.1 The schematic diagram of the crystal structure of Illite日常生活中特別常見的粘土類礦物[11]，是介于云母和高間的一種礦物，由于伊利石相對于白云母而言，它含有也稱做為水白云母[12]。伊利石在沉積巖中分布較廣，主殼運動較為強烈，并且有充足的熱液來源，成為形成伊發(fā)現(xiàn)以來，研究起步較晚，，利用程度較淺，發(fā)展成果也粘土礦物質量國家標準。根據(jù)《非金屬礦工業(yè)手冊》給求，如表 1.1 和表 1.2。近年來，伊利石的研究工作不斷提高。除伊利石所含的化學成分標準以外，伊利石根據(jù)其相對應的標準，其中有伊利石的白度以及顆粒大小兩表 1.1 伊利石型粘土礦質量標準Table 1.1 The quality standard of Illitel2O3K2O SiO2TiO2+Fe2O3白度

圖 1.2 白炭黑微粒表層示意圖Fig.1.2 The surface schematic diagram of White carbon black particles黑的應用的增強性能優(yōu)異，穩(wěn)定性非常高，高溫耐受性較好，分散性及耐磨性緣性能高，廣泛使用在橡膠，油墨紙張、塑料、涂料、染料和化妝品行炭黑在橡膠工業(yè)的應用硅具有小粒徑和高補強性能，它主要用作橡膠領域的增強劑，向輪胎增加抗裂性并減緩裂紋的擴展速率，添加在胎面上的二氧化硅可增加長其使用的壽命，降低滾動阻力，節(jié)約燃料并可生產“綠色輪胎”[4作硅橡膠的添加劑，大大增加了其拉伸強度可以使硅橡膠更為通用，各種各樣的鞋底，提高鞋底的耐磨性和柔韌性[42]。炭黑在塑料工業(yè)的應用在塑料制品中發(fā)揮著諸多的作用，可以改善制品的性能，克服塑料制性為其發(fā)展提供了多樣性。因為白炭黑的表面張力大，透光性高，添
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ317;TQ127.2

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 謝少雄,黃功浩,林文惠;聚合硫酸鋁的合成新工藝及性能研究[J];大連鐵道學院學報;1998年02期

2 黃斌維;李天偉;;聚合硫酸鋁處理含錳廢水的研究[J];自動化與儀器儀表;2013年04期

3 孫志良 ,李愛寧;現(xiàn)有硫酸鋁廠改造生產聚合硫酸鋁[J];中小企業(yè)科技信息;1998年10期

4 楊炳軒;蔡德興;;綜合利用明礬石試制聚合硫酸鋁[J];浙江化工;1979年02期

5 王士才,李寶霞,張曉東;新型絮凝劑聚合硫酸鋁的研制[J];青島大學學報(工程技術版);1997年04期

6 王錦文;;用聚合硫酸鋁處理有色金屬冶煉廢水[J];云南冶金;1983年06期

7 李運濤;白文;李林林;郝謹;劉存海;;聚合硫酸鋁釩的制備及其對銅鎳廢水處理的影響[J];電鍍與精飾;2018年01期

8 楊炳軒;蔡文寬;;明礬石研制聚合硫酸鋁[J];無機鹽工業(yè);1982年02期

9 尹愛君，劉肇華，鄒勝前，蔣漢瀛;關于PAS生產工藝研究結果的報告[J];湖南化工;1995年04期

10 楊成德;淺述聚合硫酸鋁生產技術及應用[J];內蒙古石油化工;2005年02期

相關會議論文 前4條

1 林兆慧;劉劍鋒;劉明華;芮方歆;劉以凡;;利用腈綸廢絲制備兩性型有機高分子絮凝劑的研究[A];2010中國環(huán)境科學學會學術年會論文集(第三卷)[C];2010年

2 王麗燕;李明玉;;聚合硫酸鋁的鹽基度及其混凝性能[A];二氧化氯研究與應用--2010二氧化氯與水處理技術研討會論文集[C];2010年

3 李仲民;童張法;;聚合鋁柱撐蒙脫土的制備及其對染料吸附性能的研究[A];第九屆全國化學工藝學術年會論文集[C];2005年

4 張悅;宋兆蓮;李述賢;楊合;薛向欣;;冶金實驗室廢水處理與回用的實驗研究[A];2008年全國冶金物理化學學術會議專輯（下冊）[C];2008年

相關碩士學位論文 前7條

1 郭利娜;內蒙伊利石型粘土礦制備白炭黑及聚合硫酸鋁研究[D];西安科技大學;2018年

2 李英;多羥基絡鋁硫酸鹽及多羥基絡鋁溴化鹽的制備與表征[D];內蒙古大學;2008年

3 程建坤;無堿液態(tài)水泥速凝劑合成方法的研究[D];南京工業(yè)大學;2005年

4 李海東;聚合硫酸鋁與無機納米顆粒聯(lián)合穩(wěn)定的ASA乳液[D];齊魯工業(yè)大學;2013年

5 佟紅格爾;50℃下幾種聚鋁結晶的制備、表征及絮凝性能研究[D];內蒙古大學;2007年

6 胡雪婷;直接酸浸法提取煤系高嶺土中活性成分制備無機絮凝劑及吸附劑的研究[D];內蒙古師范大學;2017年

7 張雷;廢鋁渣制備新型高分子絮凝劑的研究[D];大連理工大學;2005年

本文編號：2627761