利用赤泥制备絮凝剂及提取钛的研究

论文摘要

赤泥是利用铝土矿提炼氧化铝后的工业固体废渣。全世界氧化铝工业每年产生的赤泥超过上千万吨,我国的赤泥年产量也超过3000万吨。目前赤泥一般被倒入海中,因含有害化学物质而污染海洋,危害渔业生产。有的堆放在陆地,不仅占领土地污染水源,污染大气和环境。因此如何有效环保地处理赤泥是一个国际性难题。针对上述问题,本文研究了以赤泥为原料制备絮凝剂及钛的提取工艺,得到如下结论。①以拜耳赤泥为原料,探讨了盐酸对赤泥中铝铁的最佳浸取工艺。结果表明：盐酸浓度8.0mol/L,反应温度85℃,盐酸与赤泥的液固比6：1,反应时间2.5h,铝和铁的浸取率分别达到93.35%和95.76%。②利用上述浸取液为原料,通过正交实验法探讨了聚合氯化铝铁、聚合硅酸铝铁絮凝剂的最佳制备条件。结果表明：反应pH值为3,反应温度为80。℃,反应时间为40分钟制备的聚合氯化铝铁絮凝剂效果良好。在聚合硅酸铝铁的制备实验中讨论了n（Fe+Al）:nSi的摩尔比,反应温度,反应pH值,混合搅拌时间这四个因素,当n（Fe+Al）:nSi的摩尔比=4：1,反应温度60℃,反应pH值为2,混合搅拌时间40分钟时制备的絮凝剂效果良好。③考察了自制聚合氯化铝铁絮凝剂和聚硅酸铝铁絮凝剂对某生物医药园废水的处理效果。自制絮凝剂处理废水时形成的絮体大且致密、絮体沉降速度快。结果表明：聚合氯化铝铁絮凝剂对废水COD和色度去除率分别达到80%和76%,聚合硅酸铝铁絮凝剂对废水COD和色度去除率分别达到98.6%和87%。④以浸取铁铝后的赤泥残渣为原料,制备了二氧化钛固体粉末。探讨了钛的最佳浸取工艺。硫酸浓度8.0mol/L,液固L/S=8：1,反应温度90℃,反应时间2.5h时,钛的浸出率大于80%。通过钛液的萃取条件和二氧化钛的水解条件的优化,制得含钛69%的二氧化钛初产品。本文利用赤泥制备絮凝剂和二氧化钛的研究结果为回收赤泥中的重要资源开辟了一条道路,对将废弃的赤泥变为有用的资源意义重大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 赤泥的研究现状
• 1.2 絮凝剂概述
• 1.2.1 絮凝剂的定义与作用原理
• 1.2.2 絮凝剂的分类
• 1.2.3 聚硅酸盐类絮凝剂
• 1.3 钛的性质及应用
• 1.3.1 杀菌功能
• 1.3.2 防紫外线的功能
• 1.3.3 光催化功能
• 1.3.4 自清洁和防雾功能
• 1.3.5 二氧化钛在高档汽车漆中的应用
• 1.3.6 其它功能
• 1.4 钛的研究现状
• 1.5 论文研究的目的和意义
• 1.6 研究的主要内容
• 第二章 赤泥中铝铁的浸取
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 试剂与仪器
• 2.2.3 溶液的配制与标定
• 2.2.4 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 赤泥前处理
• 2.3.2 盐酸浓度对Al和Fe浸取率的影响
• 2.3.3 液固比对Al和Fe的浸取率的影响
• 2.3.4 温度对Al和Fe的浸取率的影响
• 2.3.5 反应时间对Al和Fe浸取率的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 絮凝剂的制备
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验仪器及试剂
• 3.2.2 试剂的配制和标定
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 制备方式对聚合氯化铝铁絮凝剂的影响
• 3.3.2 聚硅酸铝铁絮凝剂的制备
• 3.4 本章小结
• 第四章 絮凝剂的应用
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验仪器及试剂
• 4.2.2 试剂的配制和标定
• 4.2.3 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 聚合氯化铝铁絮凝效果的影响因素
• 4.3.2 聚合硅酸铝铁絮凝效果的影响因素
• 4.3.3 实验现象比较
• 4.4 本章小结
• 第五章 赤泥中钛的浸取和钛白粉的制备
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验仪器及试剂
• 5.2.2 试剂的配制
• 5.2.3 实验原理与方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 钛标准溶液的吸收曲线
• 5.3.2 钛标准曲线
• 5.3.3 影响钛的浸取率因素
• 5.3.4 影响钛的萃取率的因素
• 5.3.5 钛液的水解
• 5.3.6 钛白粉的表征
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果