从粉煤灰中提取高纯超细氧化铝机理与工艺的研究

论文题目: 从粉煤灰中提取高纯超细氧化铝机理与工艺的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料学

作者: 吴萍

导师: 季惠明

关键词: 粉煤灰,氧化铝,煅烧沥滤法,活化,纯化,效益分析

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 粉煤灰是由燃煤电厂产生的固体废弃物。近年来,随着电力工业的发展,粉煤灰的排放量急剧增长,由于得不到适当的处理,大量粉煤灰累积堆放,对环境和经济造成严重危害。因此,对粉煤灰进行有效的综合利用,是消除它对环境和经济消极影响的根本途径。粉煤灰中含有很多有用的物质可以回收利用,其中氧化铝的含量一般可达到20%～35%,最高可达50%左右,可代替铝土矿成为一种很好的氧化铝资源。本课题旨在从粉煤灰中提取高纯超细的氧化铝粉体。通过对反应机理、工艺过程及可行性的研究,探索出新的从粉煤灰中提取氧化铝的方法——煅烧—沥滤法。该方法具有提取率高、能耗低、污染小、易于操作、产品附加值高等优点,是较理想的从粉煤灰中提取氧化铝的方法。实验分别对煅烧—沥滤工艺中的活化过程、溶出过程及干燥、煅烧过程进行讨论。从粉煤灰本身的结构和组成出发分析了粉煤灰活性低的原因,通过对粉煤灰的活化机理进行研究,总结出有效的活化粉煤灰的方法——物理—化学复合活化法。选用Na2CO3为活化剂,确定了合理的活化条件。对活性粉煤灰中铝盐溶出过程进行研究,选择H2SO4为溶出剂,确定了合适的溶出条件,获得氧化铝的最大提取率超过98%。此外,实验采用络合滴定法,以乙二胺四乙酸（EDTA）为络合剂有效除去其中的杂质铁,用蒸馏水洗涤除去钠和其它可溶性杂质,得到纯度高于99.6%的氧化铝粉体。通过添加合适的分散剂、控制Al（OH）3的结晶、干燥及煅烧的工艺条件,大大提高了氧化铝粉体的细度。在800℃煅烧得到比表面积为287.4㎡/g,具有单一晶型的纤维状的活性γ-Al2O3;在1200℃煅烧2h后可得比表面积26.9㎡/g,粒径为30～50nm,分散性好的α-Al2O3。通过合理的综合效益的评价分析认为,采用煅烧—沥滤法从粉煤灰中提取高纯超细氧化铝粉体,是一种高附加值综合利用粉煤灰的有效途径,可以产生很好的经济和环境效益。

论文目录:

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 粉煤灰简介

1.1.1 粉煤灰的产生

1.1.2 粉煤灰的组成

1.1.3 粉煤灰的危害

1.2 国内外对粉煤灰的研究利用情况

1.2.1 国内粉煤灰利用概况

1.2.2 国外粉煤灰利用概况

1.2.3 粉煤灰的应用领域、技术和分类

1.2.4 粉煤灰利用中存在的一些问题

1.2.5 粉煤灰综合利用研究的新方向

1.3 高纯超细氧化铝的主要性能和用途

1.4 我国氧化铝工业发展现状

1.5 从粉煤灰中提取氧化铝的研究现状

1.6 课题的提出

1.6.1 课题的研究意义

1.6.2 课题的研究内容

第二章实验过程

2.1 实验原料

2.2 从粉煤灰中提取氧化铝的新工艺探索

2.3 煅烧—沥滤法从粉煤灰中回收氧化铝的工艺流程

2.4 性能测试分析

第三章结果与讨论

第一节粉煤灰的活化

3.1.1 活化的相关概念

3.1.2 粉煤灰活性低的原因

3.1.3 激活粉煤灰的方法

3.1.4 粉煤灰活化实验

3.1.5 本节小结

第二节活性氧化铝的溶出,纯化及细化

3.2.1 活性氧化铝的溶出实验

3.2.2 纯化工艺

3.2.3 粉体的细化工艺

3.2.4 本节小结

第三节粉体的干燥与煅烧

3.3.1 干燥方式的选择

3.3.2 氢氧化铝粉体的煅烧

3.3.3 本节小结

第四章效益分析

4.1 粉煤灰处理工程的效益特点

4.2 从粉煤灰中提取氧化铝工程的效益评价

4.2.1 粉煤灰处理工程直接经济效益分析

4.2.2 粉煤灰处理工程间接经济效益及环境效益分析

4.3 煅烧—沥滤法与现有工艺的对比

第五章全文总结与展望

5.1 全文总结

5.2 有待于进一步开展的工作

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢

发布时间: 2007-04-17

参考文献

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