亚熔盐法粉煤灰提铝渣资源化利用应用基础研究
发布时间：2023-05-28 10:55
我国高铝粉煤灰年产量约2500万t,基本处于堆存状态,造成资源巨大浪费及环境严重污染,亟待资源化利用。亚熔盐法高铝粉煤灰提取氧化铝技术可实现氧化铝的高效提取,应用前景广阔。本论文围绕亚熔盐法高铝粉煤灰提铝渣的资源化利用,以硅组分的资源化利用为目标,开展了粉煤灰硅组分形态变化、提铝渣分解转化、水化硅酸钙新材料制备等应用基础研究,取得如下创新性成果:(1)首次系统研究了不同煤在不同压力下燃烧产生粉煤灰的组分变化规律。在相同燃烧条件下,美国PRB次烟煤燃烧产生的亚微米颗粒(0～500 nm)的峰值粒径和峰值数浓度最大,分别为44.5 nm和6.29×107#/cm3;印度Chandrapur褐煤次之,分别为30.0 nm和4.12×107#/cm3;中国山西褐煤最小,分别为13.6 nm和1.78×106#/cm3。增大压力,三种不同煤燃烧产生的亚微米颗粒的峰值粒径逐渐增大,而峰值数浓度逐渐减小。美国PRB粉煤灰矿相主要包含石英、硬石膏、石灰和赤铁矿,其Ca含量较大。印度Chandrapur和中国山西粉煤灰矿相都主要包含石英和莫来石;印度Chandrapur粉煤灰的Si含量最大,而中国山西粉...
【文章页数】：183 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究背景
1.2 粉煤灰
1.2.1 粉煤灰的产生
1.2.2 粉煤灰的产生量
1.2.3 粉煤灰的危害
1.2.4 粉煤灰的性质
1.2.5 粉煤灰的利用技术
1.3 高铝粉煤灰
1.3.1 高铝粉煤灰提取氧化铝技术
1.3.2 亚熔盐法高铝粉煤灰提取氧化铝技术
1.3.3 亚熔盐法高铝粉煤灰提铝渣的性质及利用
1.4 水化硅酸钙
1.4.1 水化硅酸钙的性质与结构
1.4.2 水化硅酸钙的利用
1.5 本论文研究思路与研究内容
1.5.1 研究思路
1.5.2 研究内容
第2章 煤燃烧条件对粉煤灰组分形态变化的影响
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验设备与步骤
2.2.2 实验原料
2.2.3 分析方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 亚微米颗粒粒径分布
2.3.2 粉煤灰的晶相
2.3.3 粉煤灰的形貌和化学成分
2.3.4 亚微米颗粒的形成机理
2.4 本章小结
第3章 高铝粉煤灰提铝渣在氢氧化钠稀溶液中的分解转化机理
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器
3.2.2 实验原料
3.2.3 实验方法
3.2.4 分析方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 AER的包覆效应
3.3.2 不同粒度的AER分解脱钠反应
3.3.3 反应机理
3.3.4 反应动力学-未反应缩核模型
3.4 本章小结
第4章 高铝粉煤灰提铝渣在碳酸钠浓溶液中的分解转化规律
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂与仪器
4.2.2 实验原料
4.2.3 实验方法
4.2.4 分析方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 反应温度的影响
4.3.2 Na2CO3浓度的影响
4.3.3 液固比的影响
4.3.4 反应时间的影响
4.3.5 反应机理分析
4.3.6 托贝莫来石中Al3+的嵌入规律
4.4 本章小结
第5章 水化硅酸钙性能调控
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂与仪器
5.2.2 实验方法
5.2.3 分析方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 XRD和化学成分
5.3.2 29Si MAS NMR
5.3.3 27Al MAS NMR
5.3.4 SEM
5.3.5 导热系数
5.4 本章小结
第6章 水化硅酸钙绝热材料的制备及表征
6.1 前言
6.2 实验部分
6.2.1 实验试剂与仪器
6.2.2 实验原料
6.2.3 实验方法
6.2.4 分析方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 产物的晶相和化学成分
6.3.2 产物的形貌
6.3.3 产物的结构
6.3.4 产物的导热系数
6.3.5 水化硅酸钙绝热材料
6.3.6 水化硅酸钙绝热材料的性能
6.3.7 水化硅酸钙绝热材料断面的形貌
6.3.8 水化硅酸钙绝热材料的导热机理
6.4 本章小结
第7章 免蒸压纤维增强硅酸钙板的制备
7.1 前言
7.2 实验部分
7.2.1 实验试剂与仪器
7.2.2 实验原料
7.2.3 实验方法
7.2.4 分析方法
7.3 结果与讨论
7.3.1 产物表征
7.3.2 压制压力的影响
7.3.3 纸浆纤维掺量的影响
7.3.4 水泥掺量的影响
7.3.5 纤维增强硅酸钙板的低导热系数机理
7.3.6 纤维增强硅酸钙板的微观结构和增韧机理
7.4 本章小结
第8章 结论与展望
8.1 结论
8.2 创新点
8.3 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3824452
【文章页数】：183 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究背景
1.2 粉煤灰
1.2.1 粉煤灰的产生
1.2.2 粉煤灰的产生量
1.2.3 粉煤灰的危害
1.2.4 粉煤灰的性质
1.2.5 粉煤灰的利用技术
1.3 高铝粉煤灰
1.3.1 高铝粉煤灰提取氧化铝技术
1.3.2 亚熔盐法高铝粉煤灰提取氧化铝技术
1.3.3 亚熔盐法高铝粉煤灰提铝渣的性质及利用
1.4 水化硅酸钙
1.4.1 水化硅酸钙的性质与结构
1.4.2 水化硅酸钙的利用
1.5 本论文研究思路与研究内容
1.5.1 研究思路
1.5.2 研究内容
第2章 煤燃烧条件对粉煤灰组分形态变化的影响
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验设备与步骤
2.2.2 实验原料
2.2.3 分析方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 亚微米颗粒粒径分布
2.3.2 粉煤灰的晶相
2.3.3 粉煤灰的形貌和化学成分
2.3.4 亚微米颗粒的形成机理
2.4 本章小结
第3章 高铝粉煤灰提铝渣在氢氧化钠稀溶液中的分解转化机理
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器
3.2.2 实验原料
3.2.3 实验方法
3.2.4 分析方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 AER的包覆效应
3.3.2 不同粒度的AER分解脱钠反应
3.3.3 反应机理
3.3.4 反应动力学-未反应缩核模型
3.4 本章小结
第4章 高铝粉煤灰提铝渣在碳酸钠浓溶液中的分解转化规律
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂与仪器
4.2.2 实验原料
4.2.3 实验方法
4.2.4 分析方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 反应温度的影响
4.3.2 Na2CO3浓度的影响
4.3.3 液固比的影响
4.3.4 反应时间的影响
4.3.5 反应机理分析
4.3.6 托贝莫来石中Al3+的嵌入规律
4.4 本章小结
第5章 水化硅酸钙性能调控
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂与仪器
5.2.2 实验方法
5.2.3 分析方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 XRD和化学成分
5.3.2 29Si MAS NMR
5.3.3 27Al MAS NMR
5.3.4 SEM
5.3.5 导热系数
5.4 本章小结
第6章 水化硅酸钙绝热材料的制备及表征
6.1 前言
6.2 实验部分
6.2.1 实验试剂与仪器
6.2.2 实验原料
6.2.3 实验方法
6.2.4 分析方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 产物的晶相和化学成分
6.3.2 产物的形貌
6.3.3 产物的结构
6.3.4 产物的导热系数
6.3.5 水化硅酸钙绝热材料
6.3.6 水化硅酸钙绝热材料的性能
6.3.7 水化硅酸钙绝热材料断面的形貌
6.3.8 水化硅酸钙绝热材料的导热机理
6.4 本章小结
第7章 免蒸压纤维增强硅酸钙板的制备
7.1 前言
7.2 实验部分
7.2.1 实验试剂与仪器
7.2.2 实验原料
7.2.3 实验方法
7.2.4 分析方法
7.3 结果与讨论
7.3.1 产物表征
7.3.2 压制压力的影响
7.3.3 纸浆纤维掺量的影响
7.3.4 水泥掺量的影响
7.3.5 纤维增强硅酸钙板的低导热系数机理
7.3.6 纤维增强硅酸钙板的微观结构和增韧机理
7.4 本章小结
第8章 结论与展望
8.1 结论
8.2 创新点
8.3 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3824452
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3824452.html