鈉鈣硅渣脫堿制備水化硅酸鈣的研究
發(fā)布時間:2022-07-02 15:35
隨著高鋁粉煤灰替代鋁土礦提取氧化鋁技術(shù)在工業(yè)實踐中的應(yīng)用,產(chǎn)生了大量的高鋁粉煤灰提鋁渣,其中鈉鈣硅渣是高鋁粉煤灰低鈣燒結(jié)法提取氧化鋁后的殘渣,該渣中有效組分CaO和SiO2含量高,同時堿含量較高,這成為制約其綜合利用的關(guān)鍵原因。因此對鈉鈣硅渣進行脫堿研究,將其中的堿相和硅鈣相進行有效分離,達到有價元素分質(zhì)利用的目的,使其硅鈣相轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機材料,回收的堿循環(huán)用于氧化鋁浸出,降低氧化鋁生產(chǎn)成本,對氧化鋁工業(yè)的發(fā)展有著十分積極的作用。本文以堿石灰低鈣燒結(jié)高鋁粉煤灰提鋁產(chǎn)生的鈉硅鈣渣為原料,開展鈉鈣硅渣的脫堿工藝研究,通過單因素試驗以及正交試驗確定鈉鈣硅脫堿最佳工藝參數(shù),進行脫堿機理分析,為大規(guī)模試驗提供基本參數(shù);在此基礎(chǔ)上探討了鈉鈣硅脫堿渣(脫堿產(chǎn)物-雪硅鈣石)對含磷廢水中磷的吸附性能。具體研究內(nèi)容如下:(1)鈉鈣硅渣脫堿工藝。試驗采用動態(tài)水熱法研究了脫堿溫度、脫堿時間、液固比以及脫堿劑摻量對鈉鈣硅脫堿率的影響。結(jié)果顯示:反應(yīng)時間對鈉鈣硅脫堿影響最為顯著,其次是脫堿溫度;在試驗設(shè)定的脫堿劑摻量范圍內(nèi),加入石灰乳脫堿劑因包裹效應(yīng)不利于分解反應(yīng)的進行,使鈉鈣硅渣脫堿效果降低,...
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 粉煤灰概述
1.2 高鋁粉煤灰提取氧化鋁的研究現(xiàn)狀
1.2.1 酸法
1.2.2 堿法
1.2.3 其他方法
1.2.4 堿石灰低鈣燒結(jié)法高鋁粉煤灰提取氧化鋁技術(shù)
1.3 高鋁粉煤灰提鋁渣脫堿的研究現(xiàn)狀
1.3.1 硅鈣渣脫堿的研究現(xiàn)狀
1.3.2 鈉鈣硅渣脫堿的研究現(xiàn)狀
1.4 雪硅鈣石研究現(xiàn)狀
1.4.1 雪硅鈣石的理化性質(zhì)
1.4.2 雪硅鈣石的應(yīng)用
1.5 論文的研究意義、目的與內(nèi)容
1.5.1 研究意義
1.5.2 研究目的
1.5.3 研究內(nèi)容
第2章 試驗原料、設(shè)備及方法
2.1 試驗原料
2.1.1 化學(xué)元素分析
2.1.2 礦物相組成分析
2.1.3 顯微形貌分析
2.2 試驗藥品、設(shè)備及分析儀器
2.2.1 主要試驗藥品
2.2.2 試驗設(shè)備及分析儀器
2.3 試驗方法
2.3.1 鈉鈣硅渣脫堿制備水化硅酸鈣
2.3.2 脫堿產(chǎn)物-雪硅鈣石吸附磷
2.4 試驗分析及檢測方法
2.4.1 鈉鈣硅渣脫堿率的測定
2.4.2 固相中Al_2O_3、CaO和 SiO_2含量的測定
2.4.3 鐵品位的測定
2.4.4 脫堿產(chǎn)物-雪硅鈣石去磷率的測定
2.4.5 吸附等溫式
2.4.6 吸附動力學(xué)模型
第3章 鈉鈣硅渣脫堿工藝的研究
3.1 單因素條件對鈉鈣硅渣脫堿效果的影響
3.1.1 不同反應(yīng)溫度對鈉鈣硅渣脫堿效果的影響
3.1.2 反應(yīng)時間對鈉鈣硅渣脫堿效果的影響
3.1.3 液固比對鈉鈣硅渣脫堿效果的影響
3.1.4 不同脫堿劑摻量對鈉鈣硅渣脫堿效果的影響
3.1.5 粒度對鈉鈣硅渣脫堿效果的影響
3.2 鈉鈣硅渣脫堿的正交試驗研究
3.2.1 極差分析各因素對鈉鈣硅渣脫堿效果影響的主次關(guān)系
3.2.2 方差分析各因素對鈉鈣硅渣脫堿效果影響的顯著性水平
3.2.3 驗證試驗
3.3 鈉鈣硅渣的脫堿機理分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 鈉鈣硅脫堿渣對磷的吸附性研究
4.1 鈉鈣硅脫堿渣的微觀分析
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 脫堿產(chǎn)物-雪硅鈣石的零點電位分析
4.2.2 投加量對脫堿產(chǎn)物-雪硅鈣石吸附效果的影響
4.2.3 pH值對脫堿產(chǎn)物-雪硅鈣石吸附效果的影響
4.2.4 初始磷濃度對脫堿產(chǎn)物-雪硅鈣石吸附效果的影響
4.2.5 不同吸附材料對磷吸附效果的影響
4.2.6 吸附等溫線
4.2.7 吸附動力學(xué)
4.3 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻
附錄 A 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]添加電石渣赤泥脫堿工藝的應(yīng)用[J]. 蘇雪玲. 中國金屬通報. 2019(10)
[2]粉煤灰堿法提取氧化鋁工藝研究進展[J]. 朱科明,張馨圓,王樂,狐豆豆,申亞芳. 輕金屬. 2019 (09)
[3]赤泥顆粒吸附劑吸附水中磷酸根離子動態(tài)研究[J]. 班斕,李貴金,李龍江. 礦產(chǎn)保護與利用. 2019(03)
[4]高鋁粉煤灰拜耳法溶出渣堿回收[J]. 公彥兵,孫俊民,張廷安,呂國志. 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(03)
[5]粉煤灰綜合利用研究進展[J]. 張靜. 河南化工. 2019(02)
[6]粉煤灰提取氧化鋁技術(shù)研究現(xiàn)狀及工業(yè)化進展[J]. 李曉光,丁書強,卓錦德,曾宇平,王珂,馬寧. 潔凈煤技術(shù). 2018(05)
[7]粉煤灰組成結(jié)構(gòu)及其對堿溶預(yù)脫硅性能的影響[J]. 連選,彭志宏,齊天貴,周秋生,劉桂華,李小斌,肖小龍. 中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(07)
[8]鎂鋁水滑石的合成及其在廢水脫磷中的應(yīng)用研究[J]. 黃博文,呂滎賓,陳建鈞,劉代俊. 高;瘜W(xué)工程學(xué)報. 2018(03)
[9]赤泥資源化利用和安全處理現(xiàn)狀與展望[J]. 李彬,張寶華,寧平,何力為,左曉琳. 化工進展. 2018(02)
[10]赤泥復(fù)合顆粒去除Fe2+、Mn2+影響因素及吸附性能[J]. 肖利萍,宋佳諾,王睿鍵,裴青煌. 非金屬礦. 2017(06)
博士論文
[1]亞熔鹽法粉煤灰提鋁渣資源化利用應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 汪澤華.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院過程工程研究所) 2019
[2]磁性吸附材料的制備及其在印染廢水處理中的應(yīng)用[D]. 任宗禮.蘭州交通大學(xué) 2018
[3]高鋁粉煤灰亞熔鹽法提鋁工藝應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 丁健.東北大學(xué) 2016
[4]硅鈣渣制備水泥和堿激發(fā)膠凝材料的研究[D]. 劉江.中國建筑材料科學(xué)研究總院 2015
碩士論文
[1]高鋁粉煤灰低鈣堿石灰熟料中鋁酸鈉的浸出研究[D]. 楊崗.西安建筑科技大學(xué) 2019
[2]硫酸焙燒煤粉爐粉煤灰水浸溶Al3+規(guī)律及殘渣吸附性研究[D]. 程姍.吉林大學(xué) 2018
[3]高鋁粉煤灰堿石灰懸浮預(yù)熱燒結(jié)試驗研究[D]. 劉沛雨.西安建筑科技大學(xué) 2018
[4]用硅鈣渣燒制水泥熟料的研究[D]. 洪寧.西安建筑科技大學(xué) 2017
[5]硅酸鈣粉體水熱合成技術(shù)研究[D]. 劉巧紅.東北大學(xué) 2015
[6]利用高鋁粉煤灰制備擬薄水鋁石的基礎(chǔ)研究[D]. 馮偉.東北大學(xué) 2014
[7]燒結(jié)法赤泥脫堿及堿回收工藝研究[D]. 李建偉.鄭州大學(xué) 2012
[8]以提鉀副產(chǎn)物為晶種回收實際污水中磷的研究[D]. 梁鵬.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2012
[9]降低拜耳法生產(chǎn)氧化鋁溶出過程堿耗的研究[D]. 冷學(xué)坤.中南大學(xué) 2011
[10]合成雪硅鈣石吸附Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)的研究[D]. 杜海.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2008
本文編號:3654620
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 粉煤灰概述
1.2 高鋁粉煤灰提取氧化鋁的研究現(xiàn)狀
1.2.1 酸法
1.2.2 堿法
1.2.3 其他方法
1.2.4 堿石灰低鈣燒結(jié)法高鋁粉煤灰提取氧化鋁技術(shù)
1.3 高鋁粉煤灰提鋁渣脫堿的研究現(xiàn)狀
1.3.1 硅鈣渣脫堿的研究現(xiàn)狀
1.3.2 鈉鈣硅渣脫堿的研究現(xiàn)狀
1.4 雪硅鈣石研究現(xiàn)狀
1.4.1 雪硅鈣石的理化性質(zhì)
1.4.2 雪硅鈣石的應(yīng)用
1.5 論文的研究意義、目的與內(nèi)容
1.5.1 研究意義
1.5.2 研究目的
1.5.3 研究內(nèi)容
第2章 試驗原料、設(shè)備及方法
2.1 試驗原料
2.1.1 化學(xué)元素分析
2.1.2 礦物相組成分析
2.1.3 顯微形貌分析
2.2 試驗藥品、設(shè)備及分析儀器
2.2.1 主要試驗藥品
2.2.2 試驗設(shè)備及分析儀器
2.3 試驗方法
2.3.1 鈉鈣硅渣脫堿制備水化硅酸鈣
2.3.2 脫堿產(chǎn)物-雪硅鈣石吸附磷
2.4 試驗分析及檢測方法
2.4.1 鈉鈣硅渣脫堿率的測定
2.4.2 固相中Al_2O_3、CaO和 SiO_2含量的測定
2.4.3 鐵品位的測定
2.4.4 脫堿產(chǎn)物-雪硅鈣石去磷率的測定
2.4.5 吸附等溫式
2.4.6 吸附動力學(xué)模型
第3章 鈉鈣硅渣脫堿工藝的研究
3.1 單因素條件對鈉鈣硅渣脫堿效果的影響
3.1.1 不同反應(yīng)溫度對鈉鈣硅渣脫堿效果的影響
3.1.2 反應(yīng)時間對鈉鈣硅渣脫堿效果的影響
3.1.3 液固比對鈉鈣硅渣脫堿效果的影響
3.1.4 不同脫堿劑摻量對鈉鈣硅渣脫堿效果的影響
3.1.5 粒度對鈉鈣硅渣脫堿效果的影響
3.2 鈉鈣硅渣脫堿的正交試驗研究
3.2.1 極差分析各因素對鈉鈣硅渣脫堿效果影響的主次關(guān)系
3.2.2 方差分析各因素對鈉鈣硅渣脫堿效果影響的顯著性水平
3.2.3 驗證試驗
3.3 鈉鈣硅渣的脫堿機理分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 鈉鈣硅脫堿渣對磷的吸附性研究
4.1 鈉鈣硅脫堿渣的微觀分析
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 脫堿產(chǎn)物-雪硅鈣石的零點電位分析
4.2.2 投加量對脫堿產(chǎn)物-雪硅鈣石吸附效果的影響
4.2.3 pH值對脫堿產(chǎn)物-雪硅鈣石吸附效果的影響
4.2.4 初始磷濃度對脫堿產(chǎn)物-雪硅鈣石吸附效果的影響
4.2.5 不同吸附材料對磷吸附效果的影響
4.2.6 吸附等溫線
4.2.7 吸附動力學(xué)
4.3 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻
附錄 A 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]添加電石渣赤泥脫堿工藝的應(yīng)用[J]. 蘇雪玲. 中國金屬通報. 2019(10)
[2]粉煤灰堿法提取氧化鋁工藝研究進展[J]. 朱科明,張馨圓,王樂,狐豆豆,申亞芳. 輕金屬. 2019 (09)
[3]赤泥顆粒吸附劑吸附水中磷酸根離子動態(tài)研究[J]. 班斕,李貴金,李龍江. 礦產(chǎn)保護與利用. 2019(03)
[4]高鋁粉煤灰拜耳法溶出渣堿回收[J]. 公彥兵,孫俊民,張廷安,呂國志. 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(03)
[5]粉煤灰綜合利用研究進展[J]. 張靜. 河南化工. 2019(02)
[6]粉煤灰提取氧化鋁技術(shù)研究現(xiàn)狀及工業(yè)化進展[J]. 李曉光,丁書強,卓錦德,曾宇平,王珂,馬寧. 潔凈煤技術(shù). 2018(05)
[7]粉煤灰組成結(jié)構(gòu)及其對堿溶預(yù)脫硅性能的影響[J]. 連選,彭志宏,齊天貴,周秋生,劉桂華,李小斌,肖小龍. 中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(07)
[8]鎂鋁水滑石的合成及其在廢水脫磷中的應(yīng)用研究[J]. 黃博文,呂滎賓,陳建鈞,劉代俊. 高;瘜W(xué)工程學(xué)報. 2018(03)
[9]赤泥資源化利用和安全處理現(xiàn)狀與展望[J]. 李彬,張寶華,寧平,何力為,左曉琳. 化工進展. 2018(02)
[10]赤泥復(fù)合顆粒去除Fe2+、Mn2+影響因素及吸附性能[J]. 肖利萍,宋佳諾,王睿鍵,裴青煌. 非金屬礦. 2017(06)
博士論文
[1]亞熔鹽法粉煤灰提鋁渣資源化利用應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 汪澤華.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院過程工程研究所) 2019
[2]磁性吸附材料的制備及其在印染廢水處理中的應(yīng)用[D]. 任宗禮.蘭州交通大學(xué) 2018
[3]高鋁粉煤灰亞熔鹽法提鋁工藝應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 丁健.東北大學(xué) 2016
[4]硅鈣渣制備水泥和堿激發(fā)膠凝材料的研究[D]. 劉江.中國建筑材料科學(xué)研究總院 2015
碩士論文
[1]高鋁粉煤灰低鈣堿石灰熟料中鋁酸鈉的浸出研究[D]. 楊崗.西安建筑科技大學(xué) 2019
[2]硫酸焙燒煤粉爐粉煤灰水浸溶Al3+規(guī)律及殘渣吸附性研究[D]. 程姍.吉林大學(xué) 2018
[3]高鋁粉煤灰堿石灰懸浮預(yù)熱燒結(jié)試驗研究[D]. 劉沛雨.西安建筑科技大學(xué) 2018
[4]用硅鈣渣燒制水泥熟料的研究[D]. 洪寧.西安建筑科技大學(xué) 2017
[5]硅酸鈣粉體水熱合成技術(shù)研究[D]. 劉巧紅.東北大學(xué) 2015
[6]利用高鋁粉煤灰制備擬薄水鋁石的基礎(chǔ)研究[D]. 馮偉.東北大學(xué) 2014
[7]燒結(jié)法赤泥脫堿及堿回收工藝研究[D]. 李建偉.鄭州大學(xué) 2012
[8]以提鉀副產(chǎn)物為晶種回收實際污水中磷的研究[D]. 梁鵬.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2012
[9]降低拜耳法生產(chǎn)氧化鋁溶出過程堿耗的研究[D]. 冷學(xué)坤.中南大學(xué) 2011
[10]合成雪硅鈣石吸附Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)的研究[D]. 杜海.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2008
本文編號:3654620
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