本文關鍵詞：鎂還原渣制備硅鈣鎂復合肥工藝應用基礎研究

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【摘要】：鎂還原渣的大量排放堆積,不僅造成資源的大量流失,而且占用大量土地資源、破壞地貌和植被。隨著近幾年全球資源緊缺與環(huán)境污染問題的日益加劇,鎂還原渣資源再利用已成為鎂行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要研究方向,也是國內(nèi)外眾多科研工作者的研究重點。本文針對鎂還原渣富含對農(nóng)作物有益的Si、Ca、Mg等礦質(zhì)元素的特性,以及我國土壤長期以來施肥單一、缺乏礦質(zhì)元素的現(xiàn)狀,提出一種將鎂還原渣變廢為寶的新工藝,并對該工藝進行了一系列的實驗研究和分析,主要研究結果如下:(1)鎂還原渣的物理化學特性研究。通過對鎂還原渣的化學組成、微觀形貌、熱穩(wěn)定性等物化性能進行系統(tǒng)表征,結果表明鎂還原渣的組分能夠滿足硅鈣鎂復合肥所需的基本元素及含量,但其中的Si、Ca、Mg等元素均以難溶鹽的形式存在,不利于農(nóng)作物的吸收利用,因此需要對其進行活化處理。(2)鎂還原渣制備硅鈣鎂復合肥的基礎研究。通過對土壤中有效硅的存在形式及轉(zhuǎn)化形式進行系統(tǒng)分析,確定了可被植物吸收利用的有效硅形態(tài);同時分析、考察鎂還原渣制備硅鈣鎂復合肥需具備的條件、物化性能及可行性,結果表明鎂還原渣可用于制備硅鈣鎂復合肥,基于以上研究,設計了工藝流程。(3)酸浸鎂還原渣的實驗研究。對鎂還原渣進行酸浸,破壞了鎂還原渣的難溶硅酸鹽晶體結構,得到了活化富集的無定形SiO2及重結晶的MgCl2、CaCl2晶體。同時,在25℃條件下,用4 mol/L的鹽酸處理鎂還原渣120 min,酸浸效果最佳。(4)硅鉬藍比色法測定有效硅含量的研究。硅鉬藍比色法測定有效硅含量的影響因素研究表明,浸取劑為100 mL 2%的檸檬酸溶液,測試樣品質(zhì)量為0.100 g,振動頻率為180 r/min時,所檢測的有效硅含量較為合理和精確。正交實驗結果表明,酸浸渣與濾液重結晶物配比為1:0.25,助劑含量為3%,在500℃溫度下焙燒240 min,有效硅含量可達到29.78%,符合國家關于硅肥的標準。
【關鍵詞】：鎂還原渣 制備 硅鈣鎂復合肥 有效硅 工藝
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X758;TQ444
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 引言10
• 1.2 鎂還原渣的物化性能10-12
• 1.3 鎂還原渣的危害12-13
• 1.4 鎂還原渣的再生利用現(xiàn)狀13-15
• 1.4.1 生產(chǎn)建筑材料13-14
• 1.4.2 生產(chǎn)工業(yè)脫硫劑14-15
• 1.4.3 其他用途15
• 1.5 國內(nèi)外冶金廢渣制備肥料的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.5.1 國外冶金廢渣制備肥料的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.5.2 國內(nèi)冶金廢渣制備肥料的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.6 本論文的研究目的、意義及內(nèi)容18-20
• 第二章 鎂還原渣的物理化學特性研究20-34
• 2.1 引言20
• 2.2 鎂還原渣的來源20-21
• 2.3 分析測試方法21-26
• 2.4 鎂還原渣物理化學性質(zhì)研究26-31
• 2.4.1 化學組成分析26
• 2.4.2 堿度分析26-27
• 2.4.3 微量元素分析27
• 2.4.4 SEM分析27-28
• 2.4.5 紅外光譜分析28-29
• 2.4.6 差熱分析29
• 2.4.7 熱重分析29-30
• 2.4.8 XRD分析30-31
• 2.4.9 重金屬元素分析31
• 2.5 本章小結31-34
• 第三章 鎂還原渣制備硅鈣鎂復合肥的基礎研究34-40
• 3.1 引言34
• 3.2 土壤中硅素的存在形式及有效硅分類34-36
• 3.3 鎂還原渣制備硅鈣鎂復合肥的可行性分析36-37
• 3.3.1 鎂還原渣制備硅鈣鎂復合肥應具備的條件36
• 3.3.2 鎂還原渣物化性能分析36
• 3.3.3 鎂還原渣中CaO和SiO_2的相態(tài)轉(zhuǎn)變分析36-37
• 3.4 鎂還原渣制備硅鈣鎂復合肥工藝流程37-38
• 3.5 本章小結38-40
• 第四章 酸浸鎂還原渣的實驗研究40-50
• 4.1 引言40
• 4.2 實驗過程及方法40-42
• 4.2.1 實驗試劑40
• 4.2.2 實驗儀器40-41
• 4.2.3 實驗方案41-42
• 4.3 影響鎂還原渣酸浸效果的因素42-45
• 4.3.1 鹽酸濃度對鎂還原渣溶解效率的影響42-43
• 4.3.2 時間對鎂還原渣溶解效率的影響43-44
• 4.3.3 溫度對鎂還原渣溶解效率的影響44-45
• 4.4 酸浸對鎂還原渣的物化性能的影響45-48
• 4.4.1 酸浸渣的SEM分析45-46
• 4.4.2 酸浸渣的熱穩(wěn)定分析46
• 4.4.3 酸浸渣的XRD分析46-47
• 4.4.4 濾液重結晶產(chǎn)物分析47-48
• 4.5 本章小結48-50
• 第五章 硅鉬藍比色法測定有效硅含量的研究50-60
• 5.1 引言50
• 5.2 實驗過程及方法50-54
• 5.2.1 實驗試劑50-51
• 5.2.2 實驗儀器51
• 5.2.3 硅鉬藍分光光度法實驗原理51-52
• 5.2.4 有效硅測定實驗步驟52
• 5.2.5 SiO_2溶液標準曲線52-54
• 5.3 影響測定有效硅含量的因素分析54-56
• 5.3.1 浸取劑對有效硅含量測定的影響54-55
• 5.3.2 樣品質(zhì)量對有效硅含量的影響55-56
• 5.3.3 振蕩頻率對有效硅含量的影響56
• 5.4 正交實驗56-58
• 5.4.1 實驗方案56-57
• 5.4.2 實驗結果57-58
• 5.4.3 實驗產(chǎn)物與國家標準硅肥有效硅含量的對比58
• 5.5 本章小結58-60
• 第六章 結論與展望60-62
• 6.1 結論60-61
• 6.2 展望61-62
• 參考文獻62-66
• 致謝66-68
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文68

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本文編號：1056939