谈浸出提取准格尔煤田粉煤灰中氧化铝实验过程中助溶剂选择

摘要：粉煤灰作为燃煤电厂的主要废弃物已经成为了一种严重污染环境的工业固体废弃物。但它实际上是一种具有较高利用价值的物质,可以广泛的运用于农业、化工、建筑等一系列行业中。粉煤灰的有效利用成为人类关注的热点。本论文在浅析探讨了国内外粉煤灰的利用近况的基础上,对准格尔煤田粉煤灰做了较全面的浅析,以期得到一种有效利用准格尔煤田粉煤灰资源的策略。本课题首先利用SEM、XRD、EDX等先进的浅析手段和化学浅析策略,对准格尔煤田粉煤灰的外观形态、矿物组成及特点做了详细的探讨:粉煤灰中铝元素主要以莫来石(Al_6Si_2O_(13))晶格结构有着;Al_2O_3的含量为45.52wB%,SiO_2的含量为43.96wB%,其它成分含量为10.52wB%。其次,选用工业盐酸、HClO_4、HNO_3与粉煤灰进行固相反应,并对固相反应结果进行SEM、EDX浅析,由浅析结果确定工业盐酸为最有利于与粉煤灰进行反应的酸。在此基础上,分别采取CaO、KF、Na_2CO_3,天然碱做助溶剂,比较它们对提取粉煤灰中氧化铝的助溶效果有何差别,并优化反应历程中的工艺参数。探讨采取CaO作助溶剂,与粉煤灰高温烧结,再用盐酸浸取的实验策略,以粉煤灰中提取氧化铝。得到的最佳实验工艺参数为:在CaO与粉煤灰中的SiO2的摩尔比为0.6时,氧化铝的浸出率为40.7%。探讨采取KF作助溶剂,用同样的实验策略,提取粉煤灰中的氧化铝。实验最终确定的最佳反应条件为:粉煤灰与KF质量比为2:1;焙烧温度:800℃;焙烧时间:60min;酸浸反应时间:60min;酸浸反应温度:90℃;酸浸反应时酸的浓度:6mol/L;液固比为6:1。在此条件下,氧化铝的浸出率可达到95%。探讨用Na_2CO_3作助溶剂,通过单因素实验,实验最终确定的最佳反应条件为:粉煤灰与Na_2CO_3质量比为1:1.5;焙烧温度:900℃;焙烧时间:150min;酸浸反应时间:20min;酸浸反应时酸的浓度:15%;液固比为4:1。在此条件下,氧化铝的浸出率可达到97.3%。最后,探讨了利用天然碱替代Na_2CO_3作助溶剂,确定了粉煤灰与天然碱反应的最佳配比(质量比)为1:1.6。在此工艺条件下,氧化铝的浸出率可达到8

4.6%。关键词：:粉煤灰论文浸出率论文固相反应论文助溶论文

摘要3-4

Abstract4-9

第一章 文献综述9-19

1.1 引言9

1.2 粉煤灰介绍9-13

1.2.1 粉煤灰的产生9

1.2.2 粉煤灰的物理性质9-10

1.2.3 粉煤灰的化学性质10-11

1.2.4 粉煤灰的活性11-12

1.2.5 粉煤灰的分类12-13

1.3 粉煤灰中氧化铝的提取策略13-16

1.4 粉煤灰的综合利用近况及有着的不足16-18

1.5 本课题探讨的作用和工作设想18-19

1.5.1 本课题探讨的作用18

1.5.2 本课题的工作设想18-19

第二章 准格尔煤田粉煤灰的结构与组成浅析19-23

2.1 粉煤灰的化学组成浅析19-20

2.2 粉煤灰的物相组成浅析20-21

2.3 粉煤灰的颗粒形貌21-22

2.4 本章小结22-23

第三章 固相反应粉煤灰结构与组成探讨23-29

3.1 常温固相反应后粉煤灰的SEM/EDS 浅析23-27

3.1.1 实验部分23

3.1.1.1 实验材料23

3.1.1.2 反应条件及样品的制备23

3.1.2 实验结果与讨论23-27

3.1.2.1 反应后的粉煤灰的形貌23-24

3.1.2.2 反应后的粉煤灰的组成24-27

3.2 本章小结27-29

第四章 CaO 作助溶剂的实验探讨29-35

4.1 实验部分29-31

4.1.1 实验仪器设备及药品29-31

4.1.1.1 实验仪器设备29-30

4.1.1.2 实验药品30-31

4.2 实验工艺流程31

4.3 助溶实验案例及原理31-32

4.3.1 实验案例31

4.3.2 实验原理31-32

4.4 滴定策略32-33

4.4.1 实验试剂32

4.4.2 滴定步骤32

4.4.3 滴定结果的表述32-33

4.5 实验结果与浅析33-34

4.6 本章小结34-35

第五章 KF 作助溶剂的实验探讨35-52

5.1 实验仪器设备及药品35-36

5.1.1 实验仪器设备35

5.1.2 实验药品35-36

5.2 实验工艺流程36

5.3 实验主要反应装置36-37

5.4 助溶实验案例及原理37-38

5.4.1 实验案例37

5.4.2 实验原理37-38

5.5 实验结果与浅析38-51

5.5.1 焙烧时粉煤灰与助溶剂质量比对浸出率的影响38-40

5.5.2 焙烧时间对浸出率的影响40-41

5.5.3 焙烧温度对浸出率的影响41-43

5.5.4 酸浸反应温度对浸出率的影响43-44

5.5.5 酸浸反应时间对浸出率的影响44-47

5.5.6 酸浸反应时酸浓度对浸出率的影响47-48

5.5.7 酸浸反应时液固比对浸出率的影响48-51

5.6 本章小结51-52

第六章 Na_2C0_3作助溶剂的实验探讨52-67

6.1 实验仪器设备及药品52-53

6.1.1 实验仪器设备52

6.1.2 实验药品52-53

6.2 实验工艺流程53

6.3 助溶实验案例及原理53-54

6.3.1 实验案例53

6.3.2 实验原理53-54

6.4 实验结果与浅析54-61

6.4.1 焙烧时粉煤灰与助溶剂质量比对浸出率的影响54-55

6.4.2 焙烧时间对浸出率的影响55-56

6.4.3 焙烧温度对浸出率的影响56-57

6.4.4 酸浸反应时间对浸出率的影响57-58

6.4.5 酸浸反应时酸浓度对浸出率的影响58-59

6.4.6 酸浸反应时液固比对浸出率的影响59-60

6.4.7 粉煤灰酸浸反应后滤渣的物相组成浅析60-61

6.5 验证浅析61-63

6.6 天然碱作助溶剂烧结粉煤灰的实验63-65

6.7 本章小结65-67

第七章 总结与倡议67-69

7.1 总结67-68

7.2 革新点68

7.3 对后续探讨工作的倡议68-69