利用高铝粉煤灰制备拟薄水铝石的基础研究
中国是世界最大的粉煤灰排放国。粉煤灰中氧化铝含量一般为17～35％，部分地区粉煤灰铝含量更可高达40～60％，是一种重要的非传统铝资源。随着国家环保政策日益严格及高品位铝土矿资源短缺危机加剧。大力开发高铝粉煤灰的资源化利用途径，代替铝土矿生产高附加值多品种氧化铝等有色金属产品，对缓解环境压力、提高我国氧化铝工业在国际市场上的竞争力具有深远的战略意义。 本文以内蒙古大唐高铝粉煤灰烧结熟料为原料进行制备拟薄水铝石的研究，探究熟料溶出实验、脱硅实验、碳酸化分解实验和晶种分解实验的最佳工艺条件，对得到的拟薄水铝石产品进行XRD图谱、SEM照片及比表面积和孔结构的分析，并对比碳分、种分产物和样品的物化指标。研究结果如下: (1)通过对溶出、脱硅各个因子进行实验研究，确定了溶出最佳温度为80℃，溶出时间60min，溶出液固比4。一段脱硅最佳时间为120min，脱硅温度170℃，钠硅渣添加量100g/L;二段脱硅最佳时间为120min，脱硅温度90℃，CaO添加量15g/L。在上述溶出脱硅条件下可得到硅指数838的铝酸钠分解溶液，符合工业要求。 (2)通过对碳酸化分解法制备拟薄水铝石的工艺条件探究，得出较优工艺条件。结果表明:在分解液浓度为30～50g/L，分解温度老化4h时≤50℃，老化8h时≤60℃，分解终点pH值为10.5，CO2体积分数≥35％时产品成胶效果较好;在老化温度为90℃，老化时间4～8h时老化效果较好。另外，通过对产品物相分析得到产品的洗涤和干燥条件。结果表明:用热蒸馏水将产品洗至中性，干燥时温度≤100℃得到的产品为拟薄水铝石。 (3)通过对碳分产品的比表面积及孔结构检测分析，得到以下结论:老化4h，分解液浓度为40g/L，分解温度为30℃时，可制得中孔拟薄水铝石产品，其比表面积为356.4m2/g，孔容为0.6920 cm3/g;老化8h，分解液浓度为30g/L，分解温度为50℃时，可制得小孔拟薄水铝石产品，其比表面积为445.0m2/g，孔容为0.2932 cm3/g，且比表面积大于小孔样品拟薄水铝石的比表面积。 (4)通过以大孔样品拟薄水铝石做晶种进行种分实验，结果表明:制备的产品孔容可达到0.8291 cm3/g，和拟薄水铝石样品孔容0.8349 cm3/g相差不大，但比表面积高达393.00 m2/g，大于大孔样品拟薄水铝石的比表面积346.0m2/g。 (5)通过对产品洗涤除钠的研究表明:采用常规水洗方法能使产品中的Na2O含量降至0.3％以下，可以满足一般催化剂载体对钠含量的要求。进一步降低拟薄水铝石产物中钠含量的方法有待进一步研究。
高铝粉煤灰;拟薄水铝石;碳酸化分解法
东北大学
硕士
冶金工程
刘燕;吕国志
2014
中文
TF821
97
2015-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）