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“一酸两浸/两碱联合”法实现粉煤灰的全利用

作　者: 徐素娟
导　师: 邓寅生
学　校: 河南理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 粉煤灰酸浸碱溶 Na2CO3 PAFC 白炭黑
分类号: X773
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

论文通过对平煤集团坑口电厂粉煤灰的检测,确定其为高硅、高铝粉煤灰,通过试验对传统的酸浸、碱浸法进行改进,最后确定了粉煤灰利用时元素溶出的新工艺——“一酸两浸/两碱联合”法,该法共分四个阶段。(1)酸浸阶段:本阶段采用正交法设计试验,通过试验可知,所确定因素对硅、铝、铁三个指标影响的主次顺序为浸溶温度>盐酸浓度>液固比>浸溶时间>煅烧时间>煅烧温度>粉煤灰细度;最佳工艺参数分别为:粉煤灰细度为200目,煅烧温度为780℃,煅烧时间为1.5h,盐酸浓度为20%,液固比为6:1,浸溶温度为100℃,浸溶时间为1h;最佳工艺参数下的浸出率分别为铝27.25%,铁60.42%,硅1.17%;(2)碱溶阶段:通过单因素试验可知,氢氧化钠溶液浓度为25%、灰碱比为1:0.6、浸溶温度为100℃、浸溶时间为2～4h(根据具体情况确定)时SiO2提取率最大,为43.52%;(3)焙烧阶段:通过单因素试验可知,渣B和碳酸钠混合配比为1:0.8、焙烧温度为850℃、焙烧保温时间为1.5h时效果最佳;(4)二次酸浸阶段:通过单因素试验可知,焙烧保温时间为1.5h、盐酸浓度为20%、液固比为8、酸溶温度为80℃、酸溶时间为1h时硅、铝、铁的利用率最高,分别为:硅97.07%,铝86.67%,铁96.54%。在改进试验的基础上精心设计出粉煤灰的总体利用方案,使得粉煤灰的综合利用率达100%(其中精细利用率接近90%,其余约10%作建材制品或水泥生料的配料)。通过产品的制备试验可知,1t粉煤灰可制得产品1.43t PAFC(达到聚合氯化铝国家标准(GB15892-2003)的Ⅱ类标准),0.338t白炭黑1(优于沉淀二氧化硅质量标准(GB10517—89)),0.296t白炭黑(2符合沉淀二氧化硅质量标准(GB10517—89)),0.386t Cl2(达到工业用液氯国家标准(GB/T 5138-1996)),0.435t NaOH(达到回用要求),121.8m3 H2(达到回用要求)。通过对比溶出试验各阶段产物的扫描电镜和X衍射图片,分析了该技术路线粉煤灰的微观变化过程。综合分析,1t粉煤灰可获得利润2059.51元。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-8
1 前言  8-17
  1.1 选题的背景和意义  8-10
  1.2 国内外研究现状及存在的问题  10-14
    1.2.1 国外研究现状及存在问题  10-11
    1.2.2 国内研究现状及存在问题  11-14
  1.3 研究方案及可行性分析  14-16
    1.3.1 研究方案  14-15
    1.3.2 方案的可行性分析  15-16
  1.4 研究目标  16
  1.5 课题的创新点  16-17
2 原料和产品介绍  17-29
  2.1 原料介绍  17-20
    2.1.1 坑口电厂概况  17
    2.1.2 坑口电厂的发电工艺  17-19
    2.1.3 坑口电厂的燃料和粉煤灰  19-20
  2.2 产品介绍  20-29
    2.2.1 聚合氯化铝铁  20-22
    2.2.2 白炭黑  22-24
    2.2.3 氢氧化钠  24-27
    2.2.4 氯气  27
    2.2.5 氢气  27-29
3 粉煤灰制备化工产品的试验研究  29-52
  3.1 试验原料  29
  3.2 试验仪器和药品  29-30
    3.2.1 主要仪器  29-30
    3.2.2 主要药品  30
  3.3 试验测定方法  30
  3.4 探索试验  30-36
    3.4.1 试验流程  30-31
    3.4.2 评价方法  31
    3.4.3 正交试验  31-36
  3.5 改进试验研究  36-51
    3.5.1 试验的改进  36-41
    3.5.2 改进试验的结论与探讨  41-51
  3.6 本章小结  51-52
4 产品的制备和检验  52-66
  4.1 聚合氯化铝铁的制备和检验  52-54
    4.1.1 聚合氯化铝铁的制备  52
    4.1.2 聚合氯化铝铁的检验  52-54
  4.2 白炭黑的制备和检验  54-58
    4.2.1 白炭黑的制备  54-55
    4.2.2 白炭黑的检验  55-58
  4.3 粗盐的应用  58-65
    4.3.1 粗盐的应用方向  58-59
    4.3.2 粗盐的应用工艺  59-64
    4.3.3 电解产品说明  64-65
  4.4 本章小结  65-66
5 粉煤灰利用的微观变化分析  66-73
  5.1 矿物组成变化分析  66-70
  5.2 微观结构变化分析  70-72
  5.3 本章小结  72-73
6 “一酸两浸/两碱联合”法实现粉煤灰全利用的可行性分析  73-78
  6.1 可行性分析  73-77
    6.1.1 技术分析  73
    6.1.2 经济效益分析  73-74
    6.1.3 环境效益分析  74-77
  6.2 前景分析  77-78
7 结论与展望  78-80
  7.1 结论  78-79
  7.2 展望  79-80
参考文献  80-85

“一酸两浸/两碱联合”法实现粉煤灰的全利用

内容摘要

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