莱州三山岛金矿尾渣制备白炭黑与聚合硫酸铁的研究

论文摘要

随着我国冶金技术的高速发展,黄金矿山每天排出大量尾渣,大量尾矿的堆积,不仅需要相当的资金投入,而且对生态环境造成一定影响。因此,有效的利用尾矿资源,实现经济的循环发展,对整个国家的黄金行业都将是促进作用。同时,有效利用尾矿资源,不仅解决污染问题,提高经济效益,而且实现经济可持续发展。本文利用莱州三山岛的尾矿制备白炭黑,给尾矿的利用探求一条新路。实验中以三山岛的尾矿为主要原料,常压下用碱溶处理方法使金尾矿中的SiO2转化为水玻璃,再利用沉淀法制备了无定型SiO2（白炭黑）,既提高了金尾矿的综合利用程度,为金尾矿中二氧化硅的有效利用提供了新的途径,又解决了环境污染问题,克服了上述不足。实验过程中主要考虑以下条件对提取白炭黑的影响:即碱的用量、反应温度、固液质量比和反应时间的影响。通过实验得出,尾矿与碱的用量1:3、在反应温度为105oC、固液质量比1:2、反应时间7小时,SiO2的提取率最佳。用主要含氧化铁的过滤残渣与硫酸直接反应制备聚合硫酸铁（PFS）,并在此基础上对聚合硫酸铁作了改性探索。实验先测定了过滤残渣中铁的百分含量,又考察了催化剂、浓硫酸用量、硫酸浓度、浸取温度对铁的浸出率的影响,聚合温度等因素对成品聚合硫酸铁性能的影响。通过一系列的絮凝沉降实验,研究了产品用量、浓度、聚合温度对絮凝沉降效果的影响规律。通过多组单因素对比试验,确定了最佳工艺条件。最优工艺条件:酸与渣质量比为2:1,硫酸的浓度40%,聚合温度为55℃,聚合时间为90min。产品为红棕色粘稠状液体,浓缩后为淡黄色固体。用它来处理造纸、化工、皮革、医药工业废水,处理效果很好:絮凝体形成的速度比较快,颗粒密实,比重大,沉降速度快;在应用过程中,原水水温及pH适应范围较广（pH范围为4～11）;其CODcr的脱除率达90%以上,除臭效果很好。该方法工艺简单,可操作性强,反应时间短,投资少、成本低,对环境友好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1. 白炭黑的研究现状
• 1.1 用废料及其他途径制取白炭黑的概况
• 1.1.1 用煤矸石生产活性白炭黑
• 1.1.2 用废弃粉煤灰生产白炭黑
• 1.1.3 用炼铜水渣或炼铁水渣制备白炭黑
• 1.1.4 用锆硅渣制取活性白炭黑
• 1.1.5 铁矿尾渣制备白炭黑
• 1.1.6 膨润土提取白炭黑
• 1.1.7 高岭土制备白炭黑
• 1.1.8 硅灰石制备白炭黑
• 1.2 白炭黑的制取方法
• 1.2.1 气相法制备白炭黑
• 1.2.2 沉淀法生产白炭黑
• 1.3 白炭黑的应用
• 1.3.1 应用在硅橡胶工业中
• 1.3.2 在橡胶工业中的应用
• 1.3.3 在涂料行业中的应用
• 1.3.4 应用在牙膏中
• 1.3.5 其他领域中的应用
• 2. 聚合硫酸铁的研究现状
• 2.1 聚合硫酸铁的制备方法
• 2.1.1 直接氧化法
• 2.1.2 催化氧化法
• 2.1.3 微生物氧化法
• 2.1.4 胶体浸出法和部分氧化法
• 2.1.5 浸出—氧化法
• 2.2 生产制备PFS 的试剂
• 2.3 新型改性聚合硫酸铁PFS 絮凝剂
• 2.4 铁系絮凝剂絮凝机理
• 2.5 聚合硫酸铁PFS 的应用
• 2.6 铁盐絮凝剂的比较及聚合硫酸铁的性质
• 3 莱州三山岛金矿尾渣制备白炭黑的实验
• 3.1 制备白炭黑的反应原理
• 3.2 制备白炭黑实验仪器及试剂
• 3.3 白炭黑的实验内容
• 3.3.1 实验前尾矿处理
• 3.3.2 白炭黑的实验步骤
• 3.4 实验结果与分析
• 2 浸出率的影响'>3.4.1 碱的用量对SiO₂浸出率的影响
• 2在不同温度对浸出率的影响'>3.4.2 SiO₂在不同温度对浸出率的影响
• 2 浸出率的影响'>3.4.3 固体与水的质量比对SiO₂浸出率的影响
• 2 浸出率的影响'>3.4.4 反应时间对SiO₂浸出率的影响
• 3.5 白炭黑物相分析
• 3.6 白炭黑形貌和粒径分析
• 4 莱州三山岛金矿尾渣制备聚合硫酸铁的实验
• 4.1 实验原理
• 4.1.1 酸浸原理
• 4.1.2 聚合原理
• 4.2 实验仪器和试剂
• 4.3 实验步骤
• 4.3.1 原料分析
• 4.3.2 过滤残渣中铁离子的浸取反应
• 4.3.3 聚合反应
• 4.4 实验条件对全铁含量的影响
• 4.4.1 硫酸用量对全铁含量的影响
• 4.4.2 硫酸浓度对全铁含量的影响
• 4.4.3 催化剂对铁含量的影响
• 4.5 影响聚合硫酸铁性能的因素
• 4.5.1 盐基度
• 4.5.2 不同反应条件对聚合硫酸铁盐基度的影响
• 4.6 产品聚合硫酸铁的物理指标
• 主要研究结论及问题
• 致谢
• 参考文献
• 个人简介
• 发表的学术论文