粉煤灰是燃煤電廠排棄的固體廢棄物,我國粉煤灰排放量非常大,它占用耕地、污染環(huán)境,制約了當(dāng)?shù)貒窠?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此開展粉煤灰的綜合利用研究具有重大現(xiàn)實意義和長遠(yuǎn)戰(zhàn)略意義。本文針對山西某電廠粉煤灰進(jìn)行了提取氧化鋁和二氧化硅的研究。對粉煤灰詳細(xì)考察后,設(shè)計了濃硫酸浸出法提取粉煤灰中氧化鋁、提鋁渣濃堿浸出提取二氧化硅的工藝,并進(jìn)行了詳細(xì)的研究,結(jié)果如下：1)濃硫酸浸出法提取粉煤灰中氧化鋁的研究用濃硫酸浸出研磨活化后的粉煤灰制備硫酸鋁晶體,硫酸鋁晶體分解制備氧化鋁。工藝流程：粉煤灰→研磨活化→酸浸→焙燒→干渣→溶出→硫酸鋁溶液→結(jié)晶→硫酸鋁晶體→重結(jié)晶除鐵→高純硫酸鋁晶體→焙燒→氧化鋁。濃酸浸出條件：粉煤灰中位徑D50為10μm、硫酸濃度98%、溫度260℃、時間120min、液固比4：1；溶出條件：焙燒除酸后的干渣加水500ml/（100g粉煤灰）溶出40min,得到硫酸鋁溶液,氧化鋁提取率可達(dá)87%。重結(jié)晶除鐵一次,制備的硫酸鋁產(chǎn)品符合化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；重結(jié)晶除鐵三次,并在1100℃焙燒后的氧化鋁產(chǎn)品符合有色金屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。硫酸鋁晶體的熱分解過程,包括兩步脫結(jié)晶水和一步硫酸鋁分解過程。利用Do... 

【文章來源】：東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：165 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
    1.1 粉煤灰及其應(yīng)用
        1.1.1 粉煤灰簡介
        1.1.2 粉煤灰的組成
        1.1.3 粉煤灰綜合利用
    1.2 從粉煤灰中提取氧化鋁的研究
        1.2.1 石灰石燒結(jié)法提取粉煤灰中氧化鋁
        1.2.2 堿石灰燒結(jié)法提取粉煤灰中氧化鋁
        1.2.3 氟氨助溶法酸浸取粉煤灰中氧化鋁
    1.3 二氧化硅提取制備技術(shù)
        1.3.1 二氧化硅簡介
        1.3.2 以非金屬礦為硅源制備二氧化硅產(chǎn)品
        1.3.3 以工業(yè)固廢為硅源制備二氧化硅產(chǎn)品
        1.3.4 以非金屬礦或者工業(yè)固廢為硅源制備二氧化硅的幾種方式
    1.4 從粉煤灰中提取氧化鋁和二氧化硅的工藝選擇
        1.4.1 酸法工藝
        1.4.2 渣的堿浸—碳分工藝
    1.5 本論文研究內(nèi)容
        1.5.1 從粉煤灰中提取氧化鋁工藝
        1.5.2 提鋁渣中提取二氧化硅工藝
    參考文獻(xiàn)
第二章 從粉煤灰中提取氧化鋁的研究
    2.1 原料分析
        2.1.1 化學(xué)成分
        2.1.2 相成分
        2.1.3 粒度分析
        2.1.4 微觀形貌
    2.2 酸法提鋁的熱力學(xué)分析
    2.3 工藝流程
    2.4 研磨活化
        2.4.1 粒度變化
        2.4.2 表面變化
        2.4.3 結(jié)構(gòu)變化
    2.5 濃硫酸浸出工藝
        2.5.1 實驗原料與儀器
        2.5.2 實驗內(nèi)容
        2.5.3 硫酸濃度的選擇
        2.5.4 其它影響因素分析
        2.5.5 濾出酸的分析
    2.6 酸渣焙燒除酸
    2.7 硫酸鋁溶出
        2.7.1 溶出水量
        2.7.2 溶出時間
    2.8 硫酸鋁溶液蒸發(fā)結(jié)晶和重結(jié)晶除鐵
        2.8.1 硫酸鋁溶液蒸發(fā)結(jié)晶
        2.8.2 重結(jié)晶除鐵
    2.9 硫酸鋁晶體分解過程動力學(xué)
        2.9.1 實驗過程
        2.9.2 硫酸鋁晶體差熱-熱重曲線分析
        2.9.3 硫酸鋁晶體分解動力學(xué)
    2.10 硫酸鋁晶體脫水、分解制備氧化鋁
        2.10.1 酸法制備的硫酸鋁晶體的組成
        2.10.2 加熱分解過程分析
        2.10.3 加熱分解產(chǎn)物分析
    2.11 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 工藝推廣——濃硫酸浸出法提取低品位鋁土礦中的氧化鋁
    3.1 引言
    3.2 原料分析
        3.2.1 成分分析
        3.2.2 鋁土礦粒度
        3.2.3 物相分析
        3.2.4 紅外光譜分析
        3.2.5 差熱-熱重分析
    3.3 鋁土礦酸浸前研磨處理
        3.3.1 研磨工藝的意義
        3.3.2 研磨設(shè)備
        3.3.3 研磨時間與粒度的關(guān)系
        3.3.4 微觀形貌觀察
    3.4 鋁土礦酸浸過程
        3.4.1 實驗原料及設(shè)備
        3.4.2 實驗過程
        3.4.3 酸浸單因素實驗
        3.4.4 正交實驗
    3.5 硫酸鋁晶體和氧化鋁產(chǎn)品的制備
    3.6 鋁土礦酸浸渣的分析
        3.6.1 成分分析
        3.6.2 物相分析
        3.6.3 微觀形貌分析
    3.7 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 從粉煤灰提鋁渣中提取二氧化硅的研究
    4.1 原料分析
        4.1.1 成分分析
        4.1.2 物相分析
        4.1.3 微觀形貌分析
    4.2 工藝流程的確定
    4.3 濃堿浸出工藝的確定
        4.3.1 試探性實驗
        4.3.2 濃堿浸出工藝的確定
    4.4 濃堿浸出工藝
        4.4.1 實驗原料與儀器
        4.4.2 實驗方法
        4.4.3 單因素實驗結(jié)果分析
        4.4.4 濃堿浸出工藝正交實驗
        4.4.5 濃堿浸出工藝小結(jié)
    4.5 硅酸鈉溶液的溶出
        4.5.1 溶出實驗過程
        4.5.2 溶出結(jié)果
        4.5.3 溶出工藝小結(jié)
    4.6 制備沉淀二氧化硅的碳分條件
        4.6.1 沉淀二氧化硅的制備機(jī)理
        4.6.2 沉淀二氧化硅制備實驗
        4.6.3 結(jié)果分析
    4.7 制備高純度沉淀二氧化硅的二次碳分工藝
        4.7.1 二次碳分工藝的提出
        4.7.2 二次碳分實驗
        4.7.3 二次碳分實驗結(jié)果分析
        4.7.4 碳分工藝小結(jié)
    4.8 沉淀二氧化硅的洗滌和干燥
        4.8.1 沉淀二氧化硅的洗滌
        4.8.2 沉淀二氧化硅的干燥
    4.9 苛化
        4.9.1 苛化原理
        4.9.2 實驗原料與設(shè)備
        4.9.3 實驗方法
        4.9.4 單因素實驗結(jié)果
        4.9.5 苛化正交實驗
        4.9.6 苛化結(jié)果驗證
        4.9.7 碳酸鈣煅燒和氫氧化鈉溶液的蒸發(fā)濃縮
        4.9.8 苛化工藝小結(jié)
    4.10 堿浸渣的分析
        4.10.1 成分分析
        4.10.2 物相分析
        4.10.3 紅外光譜分析
        4.10.4 微觀形貌分析
        4.10.5 渣中氧化鋁的分析
    4.11 沉淀二氧化硅產(chǎn)品分析
        4.11.1 成分分析
        4.11.2 產(chǎn)品中羥基水的分析
        4.11.3 物相分析
    4.12 提鋁渣鹽酸除鐵制備二氧化硅微粉
        4.12.1 除鐵工藝的提出
        4.12.2 除鐵溶劑的選擇
        4.12.3 鹽酸除鐵實驗
        4.12.4 焙燒除碳
        4.12.5 產(chǎn)品分析
    4.13 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 硅酸鈉溶液粘度性質(zhì)研究
    5.1 引言
    5.2 粘度測定實驗
        5.2.1 實驗原料
        5.2.2 實驗設(shè)備
        5.2.3 實驗過程
    5.3 純硅酸鈉溶液的粘度測定結(jié)果
        5.3.1 硅酸鈉溶液粘度與溫度的關(guān)系
        5.3.2 硅酸鈉溶液粘度與二氧化硅濃度的關(guān)系
    5.4 添加NaOH的硅酸鈉溶液的粘度測定結(jié)果
        5.4.1 硅酸鈉溶液粘度與溫度的關(guān)系
        5.4.2 硅酸鈉溶液粘度與氫氧化鈉濃度的關(guān)系
    5.5 硅酸鈉溶液的粘流活化能
        5.5.1 粘流活化能的概念及公式
        5.5.2 硅酸鈉溶液的粘流活化能
        5.5.3 硅酸鈉溶液的粘流活化能與溶液組分的關(guān)系
    5.6 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 經(jīng)濟(jì)分析與環(huán)境評價
    6.1 引言
    6.2 提取粉煤灰中氧化鋁工藝
        6.2.1 物料衡算
        6.2.2 能耗分析
        6.2.3 經(jīng)濟(jì)效益分析
    6.3 提鋁渣中二氧化硅的提取制備工藝
        6.3.1 物料衡算
        6.3.2 能耗分析
        6.3.3 經(jīng)濟(jì)效益分析
    6.4 粉煤灰處理工程的效益特點
    6.5 環(huán)境評價
    參考文獻(xiàn)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
附錄1
附錄2
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及成果
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]粉煤灰提鋁渣的除鐵工藝研究[J]. 吳艷,翟玉春,牟文寧.  礦產(chǎn)綜合利用. 2007(06)
[2]高純納米SiO2制備[J]. 朱建軍,謝吉民,陳敏,郭正龍,吳思.  涂料工業(yè). 2007(08)
[3]粉煤灰氣相-水解法制備納米白炭黑[J]. 倪良,胡瑩海,李曉燕,陸金城,柯振華,陳西農(nóng).  橡膠工業(yè). 2007(06)
[4]用高嶺土酸解殘渣制備層硅酸鈉[J]. 楊久義,楊會龍,劉艷春,郭子成.  礦產(chǎn)綜合利用. 2006(05)
[5]幾種等轉(zhuǎn)化率法在動力學(xué)研究中的應(yīng)用與比較[J]. 鄭瑛,池保華,王保文,鄭楚光.  煤炭轉(zhuǎn)化. 2006(04)
[6]以粉煤灰為原料制備高純氧化鋁[J]. 李來時,翟玉春,秦晉國,吳艷,劉瑛瑛.  化工學(xué)報. 2006(09)
[7]粉煤灰沸石合成及應(yīng)用研究[J]. 徐國想,范麗花,李學(xué)字,陳文賓,許興友,嚴(yán)連香.  化工礦物與加工. 2006(09)
[8]粉煤灰在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用[J]. 石磊,郭翠香,牛冬杰.  中國資源綜合利用. 2006(07)
[9]中鋁采取措施提高鋁土礦資源開發(fā)和綜合利用水平[J]. 熊慧.  中國金屬通報. 2006(30)
[10]粉煤灰氣相法制備納米白炭黑研究[J]. 徐潔明,謝吉民,朱建軍.  無機(jī)鹽工業(yè). 2006(07)

博士論文
[1]鋁硅礦物的熱行為及鋁土礦石的熱化學(xué)活化脫硅[D]. 李光輝.中南大學(xué) 2002

碩士論文
[1]無機(jī)活性填料白炭墨的碳化法制備與表面改性研究[D]. 姚英.太原理工大學(xué) 2004



本文編號：2932642