【摘要】：赤泥是煉鋁產(chǎn)生的堿性工業(yè)廢渣,能與溫室氣體CO_2發(fā)生碳酸化反應(yīng)。本文利用加速碳酸化技術(shù)研究了赤泥碳酸化反應(yīng)特性,反應(yīng)動力學(xué),反應(yīng)過程及反應(yīng)機(jī)理,提出了一種赤泥大體積綜合利用新工藝。具體研究結(jié)果如下:1.赤泥的種類,水固比、CO_2分壓、碳酸化反應(yīng)時間等因素對赤泥CO_2固化量影響較大。相比拜耳法赤泥,燒結(jié)法赤泥因含有大量的硅酸二鈣等鈣質(zhì)礦物具有較高的CO_2固化量;隨水固比的增大,赤泥CO_2固化量先增大后降低,在水固比為0.1時達(dá)到最大,此時CO_2固化量為12.45%;隨著CO_2分壓的提高,CO_2固化量提高,但是提高幅度逐漸降低,0-0.3MPa內(nèi)提高幅度較高,0.3-1MPa內(nèi)提高幅度較小;隨著碳酸化反應(yīng)時間的延長,CO_2固化量提高,但提高幅度逐漸降低,0-8h內(nèi)提高幅度較大,8-24h提高幅度較小。2.赤泥碳酸化反應(yīng)過程是一個放熱過程,在0~30min內(nèi)放熱速率較快,30min后放熱速率逐漸減緩,赤泥加速碳酸化過程是一個受擴(kuò)散速率控制的過程,試驗(yàn)結(jié)果跟楊德爾動力學(xué)模型相吻合,相關(guān)性系數(shù)R2=0.984。3.赤泥碳酸化主要產(chǎn)物為方解石晶體和非晶態(tài)SiO_2凝膠,其中,非晶態(tài)二氧化硅凝膠是高度聚合的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。赤泥碳酸化反應(yīng)產(chǎn)物的賦存狀態(tài)為:非晶態(tài)SiO_2包裹在未碳酸化的赤泥顆粒表面,方解石填充在顆粒空隙之間。赤泥碳酸化反應(yīng)后比表面積增大,孔體積增大,平均孔徑減小。赤泥碳酸化反應(yīng)后浸出液pH值從12降到8.7。赤泥碳酸化反應(yīng)過程主要是鈣離子的溶出及硅酸鹽結(jié)構(gòu)的重組。4.以燒結(jié)法赤泥為原料,通過擠壓成型和加速碳酸化技術(shù),制備免燒仿巖磚能滿足建材行業(yè)JC/T422-2007標(biāo)準(zhǔn)。
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X758;O643.12

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本文編號：2768946