铝型材厂工业污泥综合利用的基础研究

论文摘要

铝型材表面处理过程中会产生大量的胶体状废液,经沉淀处理后俗称污泥,进一步脱水后即为含铝废渣。这种废渣数量极大,仅一条年产铝型材2400吨的氧化着色流水线,每年产生污泥约15万吨,废渣2000吨,因此综合利用意义重大。由于该污泥组成复杂,杂质含量高,至今尚未有对其有效回收利用的报导。本论文详细探讨了铝型材厂污泥的特性及煅烧转化规律,采用化学全分析、XRD、SEM、TEM等多种表征手段系统研究了污泥的化学组成、晶相组成、存在状态、微观结构及在不同温度煅烧晶相转化的规律,为对其进行充分而有效的回收利用提供了理论依据。首次采用铝厂污泥为主要原料合成了高纯度的堇青石、莫来石和活性氧化铝并进行了器件化研究。与这些材料的常规合成方法相比,本论文的技术路线简单易行,得到的产品纯度高,烧结温度低,性能优越。同时由于该污泥粒径超细,活性很高,不仅可降低原料成本,降低这些产品对天然原料的依赖,还可节约能耗、简化工艺,具有显著的经济、环保和推广应用价值。因此本课题的研究成功可有望改变莫来石、堇青石、以及活性氧化铝吸附剂等材料的传统生产方法,为研制和丌发一系列优质、高效材料提供了新思路,具有重要的创新性和应用价值。采用X射线粉末衍射、扫描电镜等测试技术,并应用相关分析软件如Philips X’pe rt plus和Rietveld Quantification等分析和确定了各种条件下得到的堇青石和莫来石样品,分析和计算了各样品的晶相结构、晶胞参数、各晶相的含量、存在状态和显微结构。详细探讨了合成高纯度堇青石的最佳原料配比,探讨了在最佳配方的基础上添加高价态,高阳离子场强的氧化物如TiO2以及各种不同原料杂质（包括Fe2O3,CaO,Na2O,K2O等）对堇青石缺陷形成、显微结构及烧结

论文目录

• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 问题的提出
• 1.3 本文的工作
• 第二章 文献综述
• 2.1 堇青石材料研究进展
• 2.1.1 堇青石简介
• 2.1.2 堇青石材料的发展历程及现状
• 2.1.3 影响堇青石性能的因素
• 2.1.4 堇青石材料的应用
• 2.2 莫来石材料研究进展
• 2.2.1 莫来石简介
• 2.2.2 合成莫来石的原料与方法简介
• 2.2.3 莫来石的组成
• 2.2.4 莫来石材料的发展与应用
• 2.3 活性氧化铝研究进展
• 2.3.1 氧化铝工业现状
• 2.3.2 活性氧化铝的制备
• 2.3.2 热处理对活性氧化铝性质的影响
• 2.3.3 活性氧化铝的应用
• 2.4 铝型材厂工业废液的处理和工业污泥
• 2.4.1 工艺原理
• 2.4.2 废液处理
• 第三章 实验方法
• 3.1 实验方案设计原理
• 3.2 试样制备
• 3.3 分析测试
• 第四章 污泥的组成及特性
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.3 污泥原料的特性
• 4.4 本章小结
• 第五章利用铝厂污泥合成堇青石的研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.3 不同配方中堇青石晶相的结构及含量
• 2矿化剂对合成堇青石材料的影响'>5.4 TiO₂矿化剂对合成堇青石材料的影响
• 5.5 原料杂质对堇青石晶相结构的影响
• 2O₃杂质对堇青石晶相的影响'>5.5.1 Fe₂O₃杂质对堇青石晶相的影响
• 5.5.2 CaO 杂质对堇青石晶相的影响
• 2O 和 K₂O 杂质对堇青石晶相的影响'>5.5.3 Na₂O 和 K₂O 杂质对堇青石晶相的影响
• 5.6 利用合成的堇青石研制优质窑具材料
• 5.7 本章小结
• 第六章利用铝厂污泥研制莫来石材料
• 6.1 引言
• 6.2 实验部分
• 6.3 利用龙岩高岭土合成莫来石
• 6.3.1 莫来石晶相结构表征
• 6.3.2 莫来石晶胞参数表征
• 6.3.3 莫来石显微结构表征
• 6.4 利用铝厂污泥和闽候粘土合成莫来石
• 6.4.1 莫来石晶相结构表征
• 6.4.2 莫来石晶胞参数表征
• 6.4.3 莫来石显微结构表征
• 6.5 利用铝厂污泥和龙岩高岭土合成的莫来石研制优质莫来石窑具材料
• 6.6 本章小结
• 第七章利用铝厂污泥研制活性氧化铝的研究
• 7.1 引言
• 7.2 实验部分
• 7.3 实验结果分析与讨论
• 7.3.1 利用铝厂污泥直接煅烧研制活性氧化铝
• 7.3.2 添加硝酸作结合剂研制活性氧化铝
• 7.3.3 扩孔剂对铝厂污泥研制的活性氧化铝孔结构影响
• 7.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻博期间发表的论文及专利
• 个人简历