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从粉煤灰中提取多种微细氧化物的研究

2020-11-30阅读(943)

从粉煤灰中提取多种微细氧化物的研究

论文摘要

随着人们对粉煤灰认识的不断深入,对其研究工作日渐高涨。近年来,人们对粉煤灰的研究不仅限于其在制砖、填料和其他建筑材料等方面的应用,还着眼于粉煤灰中有效元素的提取以实现粉煤灰的资源化利用。故此,本文研究了用酸碱联合法分步溶出粉煤灰中Si、Al、Fe规律,主要研究内容和结论如下:本文以贵阳火力发电厂排放的粉煤灰为研究对象,利用SEM、XRD等现代分析手段着重研究了灰样的理化性质,并对其进行了表征。实验结果表明,粉煤灰以非晶态物质为主,存在一定量的低温产物,Fe主要以赤铁矿的形式存在,Al则主要存在于非晶态物质和原始矿物中。粉煤灰中主要有石英、高岭石和伊利石、方解石和长石等较为稳定的矿物组成,颗粒形貌主要为沉珠、漂珠、未熔矿物、碳粒等。将粉煤灰与Na2CO3按一定的比例混合后焙烧,采用酸碱联合法提取粉煤灰中SiO2、Al2O3、Fe2O3。通过实验研究,分析了工艺条件对粉煤灰中氧化物提取率的影响,并优化出煅烧温度、碱灰比例、浸取时间、HCl浓度和NaOH浓度等最佳工艺条件。实验结果表明,从粉煤灰中提取氧化物的最佳条件是:Na2CO3与粉煤灰的比例0.6:1.0,煅烧温度850℃,HCl浓度4mol·L-1,NaOH浓度2.6 mol-1,浸取时间约6h。在此条件下,得出微细SiO2、Al2O3、Fe2O3的晶体,SiO2、Al2O3、Fe2O3的提取率分别达92.60%,86.10%,90.20%,其平均粒度分别为氧化硅1.107μm,氧化铝1.334μm,氧化铁0.783μm。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究课题的提出
  • 1.2 粉煤灰概述
  • 1.2.1 粉煤灰产生与排放
  • 1.2.2 粉煤灰的形成及分类
  • 1.3 粉煤灰性质
  • 1.3.1 粉煤灰化学成分
  • 1.3.2 粉煤灰的矿物组成
  • 1.4 粉煤灰综合利用现状
  • 1.4.1 国外粉煤灰综合利用现状
  • 1.4.2 国内粉煤灰综合利用现状
  • a.在建筑和建材工业中的应用
  • b.粉煤灰在农业方面的应用
  • c.粉煤灰在环保方面的利用
  • d.粉煤灰在工业上的应用
  • 1.5 粉煤灰资源化利用存在的问题
  • 1.5.1 放射性问题
  • 1.5.2 利用率、附加值低的问题
  • 1.6 粉煤灰提取金属研究进展
  • 1.6.1 物理方法
  • 1.6.2 化学方法
  • a.烧结法
  • b.沥滤法
  • c.气—固反应法
  • 1.7 课题研究的目的和意义
  • 1.8 拟定研究思路
  • 1.9 课题研究内容
  • 第二章 实验原料及实验方法
  • 2.1 实验原料及仪器设备
  • 2.2 实验方法
  • 2.2.1 粉煤灰化学成分测定
  • 2.2.2 粉煤灰粒度和密度测定
  • 2.2.3 粉煤灰提取氧化物时助熔剂及浸取液的选取
  • 2.2.4 粉煤灰中提取氧化物的制备路线
  • 2.2.5 不同制备条件下氧化物提取率的测定
  • 2.2.6 粒度分析
  • 2.2.7 XRD分析
  • 2.2.8 SEM/EDS分析
  • 2.3 小结
  • 第三章 粉煤灰理化性质分析与表征
  • 3.1 粉煤灰化学成分分析结果
  • 3.2 粉煤灰物理性质
  • 3.3 粉煤灰矿物组成
  • 3.4 粉煤灰颗粒形貌及组成
  • 3.4.1 球形颗粒
  • 3.4.2 不规则多孔颗粒
  • 3.4.3 未熔矿物
  • 3.5 小结
  • 第四章 助溶剂及浸取液的选取实验研究
  • 4.1 助溶剂种类的选取
  • 2CO3助溶剂因素的研究'>4.1.1 影响Na2CO3助溶剂因素的研究
  • a.煅烧温度对粉煤灰分解率的影响
  • b.升温时间对粉煤灰分解率的影响
  • 2CO3加入量对粉煤灰分解率的影响'>c.Na2CO3加入量对粉煤灰分解率的影响
  • d.保温时间对粉煤灰分解率的影响
  • 4.1.2 粉煤灰煅烧后物相分析
  • 4.2 浸取液的选取
  • 4.2.1 酸浸取液种类及其影响因素的研究
  • a.HCl浓度对粉煤灰分解率的影响
  • b.液固比对粉煤灰分解率的影响
  • c.HCl浸取温度对粉煤灰分解率的影响
  • d.酸浸时间对粉煤灰分解率的影响
  • 4.2.2 NaOH浸取液影响因素的研究
  • a.NaOH浓度对粉煤灰分解率的影响
  • b.NaOH浸取时间对粉煤灰分解率的影响
  • c.NaOH浸温度对粉煤灰分解率的影响
  • 4.2.3 HCl酸浸物质XRD分析
  • 4.2.4 HCl酸溶扫描电镜分析
  • 4.2.5 粉煤灰中提取氧化物的物相分析
  • 4.3 小结
  • 第五章 酸碱联合法从粉煤灰中提取氧化物的实验研究
  • 5.1 碱灰比例对氧化物提取率的影响
  • 5.2 煅烧温度对氧化物提取率的影响
  • 5.3 浸取时间对氧化物提取率的影响
  • 5.4 HCl浓度对氧化物提取率的影响
  • 5.5 NaOH浓度对氧化物提取率的影响
  • 5.6 pH值对氧化物提取率的影响
  • 5.7 正交实验
  • 5.7.1 因素及其水平的确定
  • 5.7.2 正交实验结果分析
  • 5.7.3 数据方差分析
  • 5.8 小结
  • 第六章 粉煤灰中提取氧化物的机理研究
  • 2CO3助熔煅烧处理对氧化物提取率影响分析'>6.1 Na2CO3助熔煅烧处理对氧化物提取率影响分析
  • 6.2 HCl酸浸处理粉煤灰煅烧物对氧化物提取率影响分析
  • 3处理对氧化物提取率影响分析'>6.3 沉淀分离Fe（OH）3处理对氧化物提取率影响分析
  • 3处理对氧化物提取率影响分析'>6.4 加酸沉淀Al（OH）3处理对氧化物提取率影响分析
  • 6.5 小结
  • 第七章 粉煤灰中提取氧化硅、氧化铝及氧化铁的理化性能表征
  • 7.1 样品粒度分析结果
  • 7.2 样品XRD衍射图谱分析结果
  • 7.3 样品SEM/EDS分析结果
  • 2的SEM/EDS分析'>7.3.1 SiO2的SEM/EDS分析
  • 2O3的SEM/EDS分析'>7.3.2 Al2O3的SEM/EDS分析
  • 2O3的SEM/EDS分析'>7.3.3 Fe2O3的SEM/EDS分析
  • 7.4 小结
  • 第八章 总结
  • 8.1 论文总结
  • 8.2 研究展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文

    • 相关论文文献

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