论文摘要
我国硫酸产量居世界第三位，由此引发了硫铁矿烧渣占用土地等一系列环境问题，仅有约10％的烧渣用于水泥等工业作辅助原料，不仅利用率低，而且产品的附加值也低，从而限制了烧渣的大规模利用。如果能综合利用烧渣中的有益成分，不仅可以二次利用国家资源，提高企业效益，而且能够解决环境问题，具有重要的现实意义。一般每生产1t硫酸会产生0.8t烧渣，我国每年排放约1200万t硫铁矿烧渣。硫铁矿烧渣中铁的含量较高，这是硫铁矿烧渣综合利用的基础，如果能将其中的铁成份分离出来制成产品，将能产生明显的社会效益和经济效益。铁蓝是一种廉价的蓝色颜料，大量为涂料和油墨等工业采用。铁蓝在涂料，油墨常用的溶剂中不产生渗色现象，用于油墨更呈现优良的颜色和使用性能。自从1704年被发现以来，其研究领域不断扩大，研究的对象从普鲁士蓝本身到其衍生物，其应用领域从简单作为染料、显色剂，直到作为核电站废水的吸附剂，电化学的电极修饰材料、电显色剂、电池电极材料等。普鲁士蓝及其衍生物具有优良的电化学可逆性，高度的稳定性，制备成本低等优点，因而在化学修饰电极、电显色、二次电池等方面具有很大的应用前景。本课题以武钢金山店铁矿硫酸厂的硫铁矿烧渣为原料，在指导老师陈吉春等人用硫铁矿烧渣制备高纯绿矾的基础上，制备了颜料铁蓝，并对铁蓝的传统工艺进行了优化，确定了主要工艺参数，缩短了工艺时间，改善了铁蓝的分散度，提高了铁蓝的经济价值。本实验用不同的催化剂催化氧化，缩短了氧化时间。实验结果表明，用氧化剂KClO3和催化剂MnO2可以使氧化时间从180min降低到140min，用表面活性剂使铁蓝颗粒在水溶剂里的等效圆直径从12.7μm降到7.7μm，降低了铁蓝的聚集性，提高了铁蓝的分散性。本实验确定了硫铁矿烧渣的又一综合利用途径，达到了废物二次利用的目标。本实验所得铁蓝的各项指标均达到国家标准GB1860-88，其总铁含量达到ISO2495-1995标准。研究结果表明，利用硫铁矿烧渣制备铁蓝不仅可以达到保护环境的目的，而且有利于经济、资源、环境的协调和可持续发展。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 硫铁矿烧渣及其综合利用1.1.1 硫铁矿烧渣的来源与性质1.1.2 硫铁矿烧渣的综合利用现状1.2 我国无机颜料的发展现状及趋势1.2.1 我国无机颜料的发展现状1.2.2 我国无机颜料的发展趋势1.2.3 颜料的分类与基本光学性质1.3 铁蓝概述1.3.1 铁蓝的发展历史1.3.2 铁蓝的基本组成1.3.3 铁蓝的改性1.3.3.1 颜料性能与颗粒的关系1.3.3.2 颗粒大小、形状和粒度分布对颜料性能的影响1.3.3.3 无机颜料改性的主要机理1.4 研究的目的意义及研究内容1.4.1 研究的目的和意义1.4.2 研究的主要内容第2章 实验原料及方法2.1 原料、试剂和仪器2.1.1 主要实验原料及试剂2.1.2 主要仪器2.2 实验工艺及流程2.2.1 硫酸亚铁的制备2.2.2 铁蓝的制备2.3 实验原理2.3.1 绿矾制备的原理2.3.2 铁蓝的合成原理2.3.3 缩短铁蓝氧化时间的原理2.3.4 铁蓝的表面吸附与吸油量2.3.5 改善铁蓝分散度的原理2.4 产品性能的测试方法2.4.1 全铁含量的测定2.4.2 二氧化硅含量的测定2.4.3 铁蓝颗粒分散度的分析2.4.4 产品其他性能的表征第3章 实验及结果分析3.1 铁蓝制备工艺条件的确定3.1.1 硫铁矿烧渣制备绿矾3.1.2 反应物的配比对铁蓝总铁含量的影响3.1.3 热煮时间对铁蓝总铁含量的影响3.1.4 相对酸度的影响3.1.5 酸煮时间对铁蓝总铁含量的影响3.1.6 氧化时间对铁蓝总铁含量的影响3.1.7 搅拌速度的影响3.2 缩短氧化时间的实验3.2.1 氧化剂对铁蓝总铁含量的影响3.2.2 催化剂对氧化效果的影响3.2.3 催化剂用量实验3.3 铁蓝改性的实验3.3.1 二苯胺磺酸钠对铁蓝的改性实验3.3.2 十二烷基苯磺酸钠对铁蓝的改性实验3.3.3 乙二胺四乙酸二钠对铁蓝改性实验3.3.4 表面活性剂选择结果分析3.3.5 十二烷基苯磺酸钠最佳反应条件实验3.3.5.1 反应时间实验3.3.5.2 反应温度实验3.3.5.3 搅拌速度的影响实验3.4 铁蓝性能的表征3.4.1 铁蓝XRD图像表征3.4.2 铁蓝分散效果图3.4.3 铁蓝性能分析4 结论参考文献发表论文致谢
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