鋁電解生產(chǎn)排出的廢槽襯是極其有害的固體廢物,其可溶氟化物和氰化物含量嚴重超標。受風(fēng)吹、日曬、雨淋的作用,其毒害物質(zhì)將轉(zhuǎn)移,進入大氣,滲入土壤和地下水,將破壞生態(tài)環(huán)境,嚴重影響人類健康和動植物生長。廢槽襯的處理方法,分為濕法和火法兩大類,相關(guān)的專利有100多件�；鸱ㄌ幚砑夹g(shù)因其工藝流程短、容易操作、回收利用氟化物、投資少而逐漸發(fā)展為處理廢槽襯的主導(dǎo)技術(shù)。本文重點研究了廢槽襯的火法處理技術(shù),從理論和實踐方面深入分析研究了廢槽襯的火法處理過程,為中國鋁業(yè)公司開發(fā)的廢槽襯火法處理技術(shù)的完善及推廣應(yīng)用提供了理論依據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ),得到了以下主要結(jié)論：1、廢槽襯中氟化物主要以NaF、Na3AlF6形式存在,氟化物的分散度大,SEM和EDX分析均證明了這一點。廢槽襯含有較高濃度的F-和CN-,遠遠超過國家允許的排放限值。廢槽襯遇水時,F-和CN-容易浸出,并能與水反應(yīng)生成HF、HCN,毒害性極大,外排的廢槽襯是潛在的危險源。2、采用自由焓函數(shù)法分析研究了廢槽襯的火法處理過程,計算了各反應(yīng)的△GT0值和1200～1300K的平衡常數(shù),氰化物的氧化分解反應(yīng)平衡常數(shù)最大,氟化鈉轉(zhuǎn)化為氟化鈣的反應(yīng)平衡常數(shù)最小。... 

【文章來源】：中南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：176 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言及文獻綜述
    1.1 研究背景
        1.1.1 鋁電解廢槽襯的來源及其對環(huán)境的污染
        1.1.2 我國廢槽襯的外排狀況
    1.2 廢槽襯處理方法的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外廢槽襯的處理方法
        1.2.2 國內(nèi)廢槽襯的處理方法
        1.2.3 國內(nèi)外廢槽襯處理方法的發(fā)展趨勢
    1.3 課題來源與研究內(nèi)容
        1.3.1 課題來源
        1.3.2 主要研究內(nèi)容
第二章 廢槽襯的物化性質(zhì)研究
    2.1 實驗
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 實驗方法
    2.2 實驗結(jié)果與討論
        2.2.1 廢槽襯的一般組成
        2.2.2 廢槽襯的物相組成
        2.2.3 廢槽襯的微觀形貌
        2.2.4 廢槽襯的元素分布
        2.2.5 廢槽襯的燃燒性能
        2.2.6 廢槽襯的浸出毒性
        2.2.7 廢槽襯中新物質(zhì)的產(chǎn)生機理分析
        2.2.8 廢槽襯的水解反應(yīng)分析
    2.3 本章小結(jié)
第三章 廢槽襯火法處理過程熱力學(xué)分析
    3.1 廢槽襯火法處理過程的主要化學(xué)反應(yīng)
    3.2 熱力學(xué)計算依據(jù)
    3.3 反應(yīng)自由焓函數(shù)的導(dǎo)出
    3.4 廢槽襯火法處理過程主要化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 廢槽襯中氟化物的化學(xué)穩(wěn)定性實驗研究
    4.1 實驗
    4.2 采用剛玉坩堝焙燒的氟化物的穩(wěn)定性實驗研究
        4.2.1 氟化鋁的化學(xué)穩(wěn)定性
        4.2.2 氟化鈉的化學(xué)穩(wěn)定性
        4.2.3 冰晶石的化學(xué)穩(wěn)定性
        4.2.4 三種氟化物在剛玉坩堝內(nèi)焙燒的結(jié)果對比
    4.3 采用粘土坩堝焙燒的氟化物的穩(wěn)定性實驗研究
        4.3.1 在粘土坩堝內(nèi)焙燒的氟化鋁的穩(wěn)定性
        4.3.2 在粘土坩堝內(nèi)焙燒的氟化鈉的穩(wěn)定性
        4.3.3 在粘土坩堝內(nèi)焙燒的冰晶石的穩(wěn)定性
        4.3.4 三種氟化物在粘土坩堝中焙燒的結(jié)果對比
    4.4 氟化物焙燒過程中各反應(yīng)的△G_T~0計算
    4.5 本章小結(jié)
第五章 廢槽襯火法處理傳熱過程研究
    5.1 火法處理方案設(shè)計
        5.1.1 添加劑選擇
        5.1.2 燃料選擇
        5.1.3 設(shè)備選擇
        5.1.4 工藝參數(shù)
        5.1.5 物料組成
    5.2 熱工計算條件
    5.3 工業(yè)試驗回轉(zhuǎn)窯熱工數(shù)學(xué)模型
        5.3.1 物料自然堆角數(shù)學(xué)模型
        5.3.2 窯內(nèi)氣體、物料與壁面之間的傳熱模型
        5.3.3 窯壁面?zhèn)鳠岱匠?br>        5.3.4 煤粉燃燒反應(yīng)方程
    5.4 回轉(zhuǎn)窯軸向溫度一維仿真模型
        5.4.1 傳熱系數(shù)確定
        5.4.2 算法描述
        5.4.3 計算結(jié)果及分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 廢槽襯火法處理擴大試驗與工業(yè)試驗研究
    6.1 試驗原料及設(shè)備
        6.1.1 試驗原料
        6.1.2 試驗設(shè)備
    6.2 擴大試驗研究
        6.2.1 擴大試驗條件
        6.2.2 石灰石品位對熟料質(zhì)量的影響
        6.2.3 反應(yīng)溫度對熟料質(zhì)量的影響
        6.2.4 停留時間對熟料質(zhì)量的影響
        6.2.5 生料粒度對廢槽襯無害化處理過程的影響
        6.2.6 生料進料量對熟料質(zhì)量的影響
    6.3 工業(yè)試驗回轉(zhuǎn)窯熱工設(shè)計計算
        6.3.1 回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)能計算
        6.3.2 煙氣管路直徑計算
        6.3.3 回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)負壓計算
    6.4 工業(yè)試驗研究
        6.4.1 工業(yè)試驗條件
        6.4.2 工業(yè)試驗結(jié)果
    6.5 工業(yè)試驗回轉(zhuǎn)窯熱平衡分析
        6.5.1 回轉(zhuǎn)窯熱平衡測算基本原理
        6.5.2 回轉(zhuǎn)窯熱平衡測試與計算
        6.5.3 工業(yè)試驗回轉(zhuǎn)窯熱工分析
    6.6 廢槽襯火法處理工藝的技術(shù)經(jīng)濟分析
        6.6.1 技術(shù)分析
        6.6.2 經(jīng)濟效益分析
    6.7 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 本文研究的主要結(jié)論
    7.2 廢槽襯火法處理技術(shù)的研究展望
參考文獻
附錄
致謝
攻讀學(xué)位期間主要的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]混聯(lián)法氧化鋁生產(chǎn)中熟料窯節(jié)能降耗的研究[J]. 馬愛純,周孑民,李旺興.  冶金能源. 2003(02)
[4]廢槽襯綜合利用新技術(shù)[J]. 蘇鴻英.  世界有色金屬. 2002(10)
[5]鋁電解碳渣的浮選[J]. 康寧.  輕金屬. 2002(06)
[6]鋁電解槽廢陰極內(nèi)襯的回收利用[J]. 李方義,李清.  礦產(chǎn)保護與利用. 2001(04)
[7]鋁工業(yè)廢渣的綜合利用[J]. 仇振琢,趙恒勤,王立卓.  礦產(chǎn)保護與利用. 2000(05)
[8]用顆粒熱傳遞模型計算旋轉(zhuǎn)圓盤干燥機的傳熱系數(shù)[J]. 蔣家羚,賀華波,夏俊毅,陸軍.  高�；瘜W(xué)工程學(xué)報. 2000(04)
[9]從陽極炭渣和廢舊陰極中回收電解質(zhì)的工業(yè)性試驗[J]. 薛金生,王鴻,王軍科.  輕金屬. 1999(03)
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本文編號：3325271