煤矸石提鋁尾渣水熱法制備介孔硅酸鈣研究
發(fā)布時間:2021-08-03 17:16
以煤矸石亞熔鹽法提鋁尾渣為原料,采用水熱法脫鈉制備介孔硅酸鈣?疾炝藟A濃度、液固比、反應溫度和反應時間對終渣氧化鈉含量和介孔硅酸鈣生成的影響。對提鋁尾渣水熱反應前后分別做XRF、XRD、SEM和BET分析,結(jié)果表明:在反應溫度為190℃、堿質(zhì)量濃度為30 g/L、液固質(zhì)量比為8時,尾渣氧化鈉質(zhì)量分數(shù)可由反應前的19.28%降至0.92%,物相由反應前的硅酸鈉鈣(NaCaHSiO4)轉(zhuǎn)化為水化硅酸鈣[Ca5(OH)2Si6O16·4H2O],其孔徑主要分布在2~20 nm。反應符合化學反應過程控制,表觀活化能為23.11 kJ/mol。
【文章來源】:無機鹽工業(yè). 2020,52(11)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
煤矸石(a)及提鋁尾渣(b)XRD譜圖
高壓釜實驗裝置圖
實驗在液固質(zhì)量比為8、反應溫度為190℃、反應時間為5 h條件下,考察了不同堿質(zhì)量濃度(10、20、30、40、50 g/L)時尾渣中Na2O的含量和硅酸鈉鈣的轉(zhuǎn)化情況,結(jié)果見圖3。由圖3可見,在堿質(zhì)量濃度低于30 g/L時,尾渣中Na2O的含量隨著堿濃度的升高顯著降低,當堿質(zhì)量濃度為30 g/L時,提鋁尾渣Na2O質(zhì)量分數(shù)可降至0.92%,繼續(xù)增大堿濃度,殘渣中Na2O的含量有所升高。圖4為不同堿濃度下尾渣的XRD譜圖。由圖4可知,在堿質(zhì)量濃度小于30 g/L時,Na Ca HSi O4的特征峰強度隨著堿濃度升高而明顯減弱。堿質(zhì)量濃度為10 g/L時,Na Ca HSi O4的特征峰強度較高,出現(xiàn)少量Ca2Si O4特征峰,說明部分Na Ca HSi O4開始分解;堿質(zhì)量濃度達到20 g/L時,Na Ca HSi O4的特征峰強度減弱,水化硅酸鈣[Ca5(OH)2Si6O16·4H2O]特征峰出現(xiàn);當堿質(zhì)量濃度達到30 g/L時,Na Ca HSi O4特征峰基本消失,Ca5(OH)2Si6O16·4H2O特征峰強度明顯增強;繼續(xù)提高堿質(zhì)量濃度到40 g/L時,Ca5(OH)2Si6O16·4H2O特征峰強度有所減弱,同時出現(xiàn)了Na Ca HSi O4特征峰?梢娺^高的堿濃度不利于Na Ca HSi O4分解轉(zhuǎn)化成為Ca5(OH)2Si6O16·4H2O。因此,實驗確定制備硅酸鈣的最佳堿質(zhì)量濃度為30 g/L。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高鋁煤矸石鋁硅分級提取實驗研究[J]. 范劍明. 無機鹽工業(yè). 2019(11)
[2]合成條件對電解錳渣制備水化硅酸鈣的溶解性能與溶解動力學的影響[J]. 李昌新,喻源,張慶武,汪洋,鐘宏,王帥. 應用化工. 2020(01)
[3]煤粉爐高鋁粉煤灰堿溶脫硅反應動力學[J]. 賀實月,李會泉,李少鵬,李勇輝,解強. 中國有色金屬學報. 2014(07)
[4]煤矸石綜合利用的產(chǎn)業(yè)化及其展望[J]. 郭彥霞,張圓圓,程芳琴. 化工學報. 2014(07)
[5]準格爾煤田高鋁煤矸石中勃姆石富集特征及成因[J]. 石松林,劉欽甫,孫俊民,伍澤廣,孫波. 煤炭工程. 2014(05)
[6]高鋁煤矸石制備超細氧化鋁和硅酸鈉聯(lián)產(chǎn)工藝[J]. 滕英躍,張永鋒,白杰,孫俊民,楊利霞. 化工進展. 2011(02)
[7]煤系高嶺土制備微孔硅酸鈣[J]. 伍澤廣,石松林,劉欽甫. 金屬礦山. 2011(01)
[8]超輕微孔硅酸鈣保溫隔熱材料的制備研究[J]. 劉飛,李靜,曹建新. 新型建筑材料. 2010(07)
[9]利用工業(yè)電石渣合成硅酸鈣保溫材料[J]. 劉紅艷,王麗,衣偉,劉成范,于洪林. 實驗室研究與探索. 2010(01)
本文編號:3320015
【文章來源】:無機鹽工業(yè). 2020,52(11)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
煤矸石(a)及提鋁尾渣(b)XRD譜圖
高壓釜實驗裝置圖
實驗在液固質(zhì)量比為8、反應溫度為190℃、反應時間為5 h條件下,考察了不同堿質(zhì)量濃度(10、20、30、40、50 g/L)時尾渣中Na2O的含量和硅酸鈉鈣的轉(zhuǎn)化情況,結(jié)果見圖3。由圖3可見,在堿質(zhì)量濃度低于30 g/L時,尾渣中Na2O的含量隨著堿濃度的升高顯著降低,當堿質(zhì)量濃度為30 g/L時,提鋁尾渣Na2O質(zhì)量分數(shù)可降至0.92%,繼續(xù)增大堿濃度,殘渣中Na2O的含量有所升高。圖4為不同堿濃度下尾渣的XRD譜圖。由圖4可知,在堿質(zhì)量濃度小于30 g/L時,Na Ca HSi O4的特征峰強度隨著堿濃度升高而明顯減弱。堿質(zhì)量濃度為10 g/L時,Na Ca HSi O4的特征峰強度較高,出現(xiàn)少量Ca2Si O4特征峰,說明部分Na Ca HSi O4開始分解;堿質(zhì)量濃度達到20 g/L時,Na Ca HSi O4的特征峰強度減弱,水化硅酸鈣[Ca5(OH)2Si6O16·4H2O]特征峰出現(xiàn);當堿質(zhì)量濃度達到30 g/L時,Na Ca HSi O4特征峰基本消失,Ca5(OH)2Si6O16·4H2O特征峰強度明顯增強;繼續(xù)提高堿質(zhì)量濃度到40 g/L時,Ca5(OH)2Si6O16·4H2O特征峰強度有所減弱,同時出現(xiàn)了Na Ca HSi O4特征峰?梢娺^高的堿濃度不利于Na Ca HSi O4分解轉(zhuǎn)化成為Ca5(OH)2Si6O16·4H2O。因此,實驗確定制備硅酸鈣的最佳堿質(zhì)量濃度為30 g/L。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高鋁煤矸石鋁硅分級提取實驗研究[J]. 范劍明. 無機鹽工業(yè). 2019(11)
[2]合成條件對電解錳渣制備水化硅酸鈣的溶解性能與溶解動力學的影響[J]. 李昌新,喻源,張慶武,汪洋,鐘宏,王帥. 應用化工. 2020(01)
[3]煤粉爐高鋁粉煤灰堿溶脫硅反應動力學[J]. 賀實月,李會泉,李少鵬,李勇輝,解強. 中國有色金屬學報. 2014(07)
[4]煤矸石綜合利用的產(chǎn)業(yè)化及其展望[J]. 郭彥霞,張圓圓,程芳琴. 化工學報. 2014(07)
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[6]高鋁煤矸石制備超細氧化鋁和硅酸鈉聯(lián)產(chǎn)工藝[J]. 滕英躍,張永鋒,白杰,孫俊民,楊利霞. 化工進展. 2011(02)
[7]煤系高嶺土制備微孔硅酸鈣[J]. 伍澤廣,石松林,劉欽甫. 金屬礦山. 2011(01)
[8]超輕微孔硅酸鈣保溫隔熱材料的制備研究[J]. 劉飛,李靜,曹建新. 新型建筑材料. 2010(07)
[9]利用工業(yè)電石渣合成硅酸鈣保溫材料[J]. 劉紅艷,王麗,衣偉,劉成范,于洪林. 實驗室研究與探索. 2010(01)
本文編號:3320015
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