本文選題：硅渣土　切入點(diǎn)：二氧化硅　出處：《昆明理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：硅渣土是鋁土礦與硫酸在加壓條件下生成水處理劑(A12(SO4)3)時(shí)產(chǎn)生的固體廢棄物。目前,硅渣土主要用于水泥、瓷磚的生產(chǎn),產(chǎn)品品質(zhì)低,且用量有限,大部分以廢渣堆集,既浪費(fèi)資源,又污染環(huán)境。硅渣土富含硅和少量鋁及鈦等元素,可用于生產(chǎn)含硅產(chǎn)品。本文通過采用活化劑-Na2C03在高溫下焙燒活化原料,然后用水浸出,并以此浸出液為原料采用硫酸沉淀法制備白炭黑產(chǎn)品,開發(fā)了一條處理硅渣土的新工藝。硅渣土焙燒-浸出的最佳工藝條件為:焙燒溫度800 ℃,活化劑-Na2C03加入量35 g,焙燒時(shí)間20 min,液固比7:1,浸出溫度90 ℃,浸出時(shí)間1.5 h,攪拌速度300r/min,洗液體積30ml/次,Si02的溶出率達(dá)到79.13%,A1203的溶出率僅為8.24%,Ti02的溶出率為47.95%。采用響應(yīng)曲面法擬合二氧化硅溶出率的二階響應(yīng)曲面模型精確合理,能夠用于硅渣土中二氧化硅溶出率的分析和預(yù)測(cè),且焙燒溫度..無水碳酸鈉量和浸出溫度對(duì)二氧化硅溶出率交互影響非常顯著。綜合考慮二氧化硅溶出率和成本,確定二氧化硅溶出率的工藝參數(shù)優(yōu)化結(jié)果:焙燒溫度為850 ℃附近,無水碳酸鈉35 g附近,浸出溫度90 ℃附近。進(jìn)一步驗(yàn)證了浸出原料的工藝條件。以浸出最佳工藝條件下得到的浸出液為原料,采用硫酸沉淀法制備白炭黑產(chǎn)品,其最佳工藝條件為:反應(yīng)溫度80 ℃,體系終點(diǎn)pH值=4,反應(yīng)時(shí)間1.0 h,煅燒溫度為700 ℃,煅燒時(shí)間30 min,攪拌速度為200r/min。所得產(chǎn)品采用FTIR、XRD、BET、SEM、SEM-EDS、XPS等方法進(jìn)行了表征。定性和定量分析結(jié)果表明,所制備的產(chǎn)品確實(shí)為白炭黑,產(chǎn)品純度95.07%,白度92.90%,比表面積29.38 m2/g,孔容 0.36 m3/g,平均孔徑 31.05 nm。本論文采用堿性焙燒,用水浸出硅渣土,經(jīng)制備、洗滌、干燥、煅燒等工藝處理,得到了純度高的市場(chǎng)需求量大的白炭黑產(chǎn)品,論文在原料浸出工藝技術(shù)和產(chǎn)品選取硅源具有創(chuàng)新性。本課題屬于固體廢棄物資源循環(huán)再利用技術(shù),可解決水處理劑生產(chǎn)企業(yè)的廢物處理問題,具有明顯的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。
[Abstract]:Silicon is muck with sulfuric acid to produce water in bauxite under conditions of high pressure treatment agent (A12 (SO4) 3) solid waste generated. At present, the silicon residue is mainly used for cement, ceramic tile production, product quality is low, and the amount is limited, most of the waste collection, waste of resources, but also pollutes the environment. The silicon rich muck a small amount of silicon and aluminum and titanium elements, can be used in the production of silicone products. Through the use of activator -Na2C03 in high temperature roasting activation of raw materials, and then water leaching, and the leaching solution for preparing silica products prepared by sulfuric acid precipitation method, a new process has been developed to deal with silicon. The optimum conditions of silicon muck muck roasting leaching for roasting temperature of 800 DEG C, -Na2C03 activator dosage 35 g, calcination time 20 min, solid-liquid ratio 7:1, extraction temperature 90, leaching time of 1.5 h, stirring speed 300r/min, fluid volume 30ml/ times, Si02 dissolution rate reached 79. 13%, A1203 dissolution rate was only 8.24%, Ti02 dissolution rate of 47.95%. by response surface method fitting silica two order response surface model is accurate and reasonable rate of dissolution, can be used to analyze and predict the dissolution rate of silica slag, and the calcination temperature. Anhydrous sodium carbonate and leaching temperature on the silica dissolution the rate of interaction is very significant. Considering the dissolution rate of silica and cost, to determine the optimal results of parameters of dissolution rate of silica: calcination temperature near 850 DEG C, anhydrous sodium carbonate near 35 g, near the leaching temperature of 90 DEG C. Further verify the technological conditions of leaching materials. The leaching liquid obtained in the optimum process the leaching conditions by using sulfuric acid as raw materials, preparation of silica precipitation method, the optimum conditions were: reaction temperature is 80 DEG C, the system end point pH value =4, the reaction time is 1 h, the calcination temperature is 700 DEG C, calcination 30 min, stirring speed is 200r/min. the product by FTIR, XRD, BET, SEM, SEM-EDS, XPS and other methods were investigated. The qualitative and quantitative analysis results show that the prepared product is white carbon black, 95.07% purity, whiteness 92.90%, specific surface area of 29.38 m2/g, pore volume of 0.36 m3/g. The average pore size of 31.05 nm. using the alkaline roasting water leaching silicon dregs, the preparation, washing, drying, calcining process, the high purity of the market demand of the silica products, paper has innovation in raw material leaching technology and product selection of silicon source. The project belongs to the resources recycling of solid waste reuse technology can solve the problem of waste treatment, water treatment agent production enterprises, has obvious social value and economic benefits.

【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ127.2

【參考文獻(xiàn)】

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7 李偉;溶膠—凝膠法制備二氧化硅氣凝膠納米材料的研究[D];湘潭大學(xué);2002年

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本文編號(hào)：1614233