【摘要】： 鋁型材表面處理過程中會產(chǎn)生大量的膠體狀廢液,經(jīng)沉淀處理后俗稱污泥,進一步脫水后即為含鋁廢渣。這種廢渣數(shù)量極大,僅一條年產(chǎn)鋁型材2400噸的氧化著色流水線,每年產(chǎn)生污泥約15萬噸,廢渣2000噸,因此綜合利用意義重大。由于該污泥組成復雜,雜質(zhì)含量高,至今尚未有對其有效回收利用的報導。 本論文詳細探討了鋁型材廠污泥的特性及煅燒轉(zhuǎn)化規(guī)律,采用化學全分析、XRD、SEM、TEM等多種表征手段系統(tǒng)研究了污泥的化學組成、晶相組成、存在狀態(tài)、微觀結(jié)構(gòu)及在不同溫度煅燒晶相轉(zhuǎn)化的規(guī)律,為對其進行充分而有效的回收利用提供了理論依據(jù)。 首次采用鋁廠污泥為主要原料合成了高純度的堇青石、莫來石和活性氧化鋁并進行了器件化研究。與這些材料的常規(guī)合成方法相比,本論文的技術(shù)路線簡單易行,得到的產(chǎn)品純度高,燒結(jié)溫度低,性能優(yōu)越。同時由于該污泥粒徑超細,活性很高,不僅可降低原料成本,降低這些產(chǎn)品對天然原料的依賴,還可節(jié)約能耗、簡化工藝,具有顯著的經(jīng)濟、環(huán)保和推廣應用價值。因此本課題的研究成功可有望改變莫來石、堇青石、以及活性氧化鋁吸附劑等材料的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法,為研制和丌發(fā)一系列優(yōu)質(zhì)、高效材料提供了新思路,具有重要的創(chuàng)新性和應用價值。 采用X射線粉末衍射、掃描電鏡等測試技術(shù),并應用相關分析軟件如Philips X’pe rt plus和Rietveld Quantification等分析和確定了各種條件下得到的堇青石和莫來石樣品,分析和計算了各樣品的晶相結(jié)構(gòu)、晶胞參數(shù)、各晶相的含量、存在狀態(tài)和顯微結(jié)構(gòu)。詳細探討了合成高純度堇青石的最佳原料配比,探討了在最佳配方的基礎上添加高價態(tài),高陽離子場強的氧化物如TiO_2以及各種不同原料雜質(zhì)(包括Fe_2O_3,CaO,Na_2O,K_2O等)對堇青石缺陷形成、顯微結(jié)構(gòu)及燒結(jié)
【學位授予單位】：福州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：X758
【圖文】：

1 堇青石簡介青石化學組成為 2MgO·2Al2O3·5SiO2。它是一種硅酸鹽礦物，在較廣，但含量較低，很少富集成礦。工業(yè)上所使用的堇青石大多具有開采價值的天然的堇青石大礦床至今沒有找到[1]。對于其晶大多認為有三種類型：α 型，即高溫型，又稱印度石（屬六方晶 P6/mcc，晶胞參數(shù)為：a＝9.800 ，c＝9.345 ），β 型，即低溫型，空間群為 Cccm，晶胞參數(shù)為：a＝17.083 ，b＝9.738 ，c＝能存在的過渡型。目前的研究成果主要集中在前兩種。堇青石的寶石相似如圖 2-1 所示，在綠寶石陰離子 Si6O1812－的六個 Si 原子l 代替，形成堇青石陰離子[（Si5Al）O18]13-,整個化合物由于電性中的陽離子（3Be3＋＋2Mg2＋）被堇青石中的（3Al3＋＋2Mg2＋）代配位數(shù)都是 4[2]。

圖 2-2Al2O3-SiO2二元系統(tǒng)相圖Fig.2-2 Al2O3-SiO2Bi-phase diagram莫來石的晶體化學式為Al2[Al2+2xSi2-2x]O10-x，x為單位晶胞失去的氧來石的成分是變化的，以固溶體系列存在，其固溶范圍是有爭議rnham 于 1963 年指出，從結(jié)晶學的觀點來看，莫來石的固溶范圍x<1，即 Al2SiO5與 Al2O3之間。Yla-Jaaski 和 Nissen 于 1983 年基于化慮，推斷莫來石的成分上限為 x=2/3，即 3.4Al2O3·SiO2。Sadanag范圍為 0.25<x<0.40，即莫來石成分介于 1.5Al2O3·SiO2與 2Al2O。Scheider 于 1986 年、Padlewski 等將固溶范圍增大至 0.17<x<Al2O3·SiO2與 3.16Al2O3·SiO2之間， Angel 和 Prewitt 于 1986、1tler 于 1993 年也支持這一觀點。隨著溫度的升高，x 從 0 到 1，莫來石Al2O3含量增加，SiO2含量減少。理想的 Al2SiO5端元 w(Al2O3)=6iO2)=37.07%。到目前為止，天然產(chǎn)出和人工合成的莫來石 w(Al2O～76%之間，F(xiàn)ischer 等在 2100°C 合成了富鋁莫來石，w(Al2O3)=所述，從理論和實際情況來看，莫來石的固溶范圍介于 0<x<1，即

鋁型材廠工業(yè)污泥綜合利用的基礎研究面體在結(jié)構(gòu)中作周期性的重復排列，[SiO4[AlO6]八面體連接起來，即[SiO4]四面體被[一個面（底面）平行于圖面，亦即有 3 個氧離在圖面以上或圖面以下。這樣總共有 4 種不個 O2-可以同時連接 2 個[SiO4]四面體和 3 個第二）規(guī)則[41]。

【引證文獻】

相關期刊論文 前1條

1 劉艷春;曾令可;祝杰;王慧;戴武斌;程小蘇;王兆春;;粘土原料對用鋁型材廠廢渣制備莫來石的影響[J];中國陶瓷;2010年12期

本文編號：2754922