硼泥是生產(chǎn)硼砂過程中所產(chǎn)生的一種具有強堿性的工業(yè)廢棄物,其亂堆亂放會嚴重危害農(nóng)作物的生長和生態(tài)環(huán)境。若將其有效的回收利用,會產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。 本文通過堿熔焙燒、溶出、過濾、碳分等工藝,對硼泥在熔融堿處理過程中的工藝條件及反應動力學過程進行了研究。主要研究內(nèi)容如下： (1)在單因素和正交實驗的基礎(chǔ)上考察熔融堿處理硼泥提取二氧化硅過程中焙燒溫度、反應時間、堿礦比對二氧化硅提取率的影響,確定最佳焙燒工藝條件,即焙燒溫度550℃,恒溫時間20min,堿礦比(質(zhì)量比)1.75：1。 (2)通過對熔融堿處理硼泥提取二氧化硅與三氧化二硼的過程進行動力學分析可知：硼泥與氫氧化鈉反應提硅和提硼的過程都符合有固體產(chǎn)物層生成的未反應核模型,其反應過程分為兩個階段,第一階段的反應時間為0-20min,第二階段的反應時間為20～50min,反應的第一階段是由界面化學反應控制,反應的第二階段是由產(chǎn)物層擴散控制,其中在溫度為400℃～550℃,堿礦比1.75：1時,NaOH處理硼泥提硅兩個階段的動力學方程分別為：其中第一階段的表觀活化能為44.78kJ·mol-1,第二階段的表觀活化能為15.94kJ...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 硼泥的組成及性質(zhì)
        1.2.1 硼泥的化學組成及礦物組成
        1.2.2 硼泥的性質(zhì)
    1.3 硼泥直接利用的進展
        1.3.1 硼泥在建筑中的應用
        1.3.2 硼泥在冶金工業(yè)方面的應用
        1.3.3 在處理廢水方面的應用
        1.3.4 在農(nóng)業(yè)方面的應用
        1.3.5 在其他方面的應用
    1.4 硼泥資源的綜合利用
        1.4.1 硼泥中提取產(chǎn)品性質(zhì)和用途
            1.4.1.1 白炭黑的性質(zhì)和用途
            1.4.1.2 硼砂的性質(zhì)和用途
            1.4.1.3 氧化鎂的性質(zhì)及用途
        1.4.2 硼泥資源綜合利用的工藝方法
            1.4.2.1 相轉(zhuǎn)移催化法
            1.4.2.2 酸解法
    1.5 本課題的研究意義和內(nèi)容
        1.5.1 本課題研究意義
        1.5.2 本課題研究內(nèi)容
第2章 熔融堿法焙燒硼泥提取二氧化硅研究
    2.1 引言
    2.2 實驗所用儀器設(shè)備及藥品
    2.3 實驗原料分析
        2.3.1 化學組成分析
        2.2.2 物相組成分析
        2.2.3 微觀形貌分析
        2.2.4 粒度分析
        2.2.5 熱重分析
    2.4 反應的工藝流程
    2.5 焙燒實驗
        2.5.1 實驗原理
        2.5.2 實驗步驟
        2.5.3 提取率計算
        2.5.4 焙燒單因素實驗
        2.5.5 正交實驗
    2.6 堿熔過程的分析
        2.6.1 堿熔渣的化學組成分析
        2.6.2 堿熔過程反應機理的研究
    2.7 本章小結(jié)
第3章 硼泥與氫氧化鈉焙燒反應動力學的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗原理及動力學模型
    3.3 硼泥與氫氧化鈉焙燒動力學研究
        3.3.1 實驗方法
        3.3.2 結(jié)果與討論
            3.3.2.1 硼泥與氫氧化鈉焙燒提取二氧化硅的動力學研究
            3.3.2.2 硼泥與氫氧化鈉焙燒提取三氧化二硼的動力學研究
    3.4 本章小結(jié)
第4章 碳分法制備白炭黑的工藝及反應動力學研究
    4.1 引言
    4.2 焙燒溶出液分離制備白炭黑的工藝研究
        4.2.1 實驗原理
        4.2.2 實驗原料及儀器
        4.2.3 實驗方法
        4.2.4 結(jié)果與討論
    4.3 焙燒溶出液分離制備白炭黑的反應動力學研究
        4.3.1 實驗原理
        4.3.2 實驗方法
        4.3.3 結(jié)果與討論
    4.4 產(chǎn)品SiO₂的組成及SEM分析
        4.4.1 產(chǎn)品SiO₂的組成
        4.4.2 產(chǎn)品SiO₂的SEM分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3765093