收藏本站
《华东理工大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

煤矸石酸法提铝的活化技术研究

司鹏  
【摘要】:利用高岭岩基煤矸石制备铝系化工产品是煤矸石资源化利用的高附加值手段。要有效利用煤矸石中的铝资源,必须激发其活性,但煤矸石活化的机理及其影响因素目前尚不清楚。针对煤矸石活化研究目前所存在的问题,本课题系统研究了煤矸石的热活化和机械力活化过程,分析了活化机理及影响因素,考察了碳质对煤矸石热活化和机械力活化的特殊影响,指出了制约煤矸石活化技术工业放大的关键因素,并提出了可行性解决方案。 针对煤矸石热活化技术,研究了煤矸石热活化过程中矿物结构的转变与煅烧产物活性的内在联系,讨论了碳质、粒度和煅烧气氛对煤矸石热活化的影响。煤矸石煅烧后的活性主要来源于煤矸石中高岭石热分解形成的偏高岭石,偏高岭石进一步分解后活性降低。煅烧过程中高岭石经历了脱羟基、分凝和重结晶三个阶段。煤矸石所含碳质中的挥发份和固定碳的燃烧可加速高岭石的脱羟基分解过程,从而降低由偏高岭石向晶态物质转变的活化能,促进偏高岭石的分解。煤矸石中高岭石的脱羟基过程随着反应的进行从化学反应控制转变为扩散控制。煤矸石颗粒中碳质的燃烧可在颗粒径向产生温度梯度,导致高岭石的热分解程度沿径向产生差异,颗粒粒径越大差异越明显,颗粒平均活性越低。快速煅烧条件下,粗颗粒煤矸石中高岭石脱羟基生成的水分可在颗粒内部产生一定的水蒸气压力,进而改变高岭石的热分解过程,促进偏高岭石的重结晶,并可使莫来石的生成温度较软质高岭土降低近400℃。氮气或二氧化碳气氛下煅烧,可以消除碳质燃烧对细颗粒煤矸石中高岭石相转变的影响,同时二氧化碳气氛还可以在一定程度上抑制偏高岭石的分解。 针对煤矸石机械力活化技术,研究了机械力活化过程中煤矸石的粒度、矿物结构以及反应产物活性的内在联系,讨论了碳质对高岭石活化的影响。煤矸石在机械力活化过程中,由于机械力化学效应,高岭石结构中的铝氧多面体不断畸变、有序化程度逐渐降低,结构中同时出现AIⅣ、AIv和AIvI三种铝的配位形式。机械力活化使高岭石中部分结构羟基从铝氧八面体中脱除形成水分子,生成的H20可部分以配位水或氢键结合水的形式附着在高岭石活性表面上,配位水与AI配位形成[A1O5(H20)],使AIVI的含量和活性都高于偏高岭石。煤矸石的机械力活化效果取决于球磨时间、球磨介质和球磨方法(干法/湿法)。煤矸石颗粒在机械力活化过程中经历了大颗粒的破碎,小颗粒的团聚以及团聚颗粒的再次破碎过程。机械力活化过程中细颗粒的团聚与高岭石结构由于机械力化学效应产生的变化密切相关。由于碳质的助磨作用,使得干法球磨过程中机械力化学效应对煤矸石的活化作用弱于高岭土,而在湿法球磨过程中则相反。机械力活化过程中煤矸石中的高岭石和白云母等含铝矿物的活性都被充分激发,与热活化相比适应性更高。 讨论了煤矸石常规热活化工艺中产物活性偏低且质量不稳定的原因,提出了一种全新的煤矸石热活化工艺并完成了年处理一万吨煤矸石制备氧化铝的概念设计。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王吉晶;公明明;高孟华;乔秀臣;于建国;;高温煅烧和机械球磨对煤矸石反应活性的影响[J];华东理工大学学报(自然科学版);2007年06期
2 高孟华;公明明;王吉晶;于建国;;煤矸石的活化及氧化铝提取[J];中国矿业;2007年06期
3 郭伟;李东旭;陈建华;杨南如;;煤矸石在热活化过程中的相组成和结构变化[J];材料科学与工程学报;2008年02期
4 宫晨琛;李东旭;;掺钙和萤石的煅烧煤矸石矿物组成的变化[J];硅酸盐学报;2006年07期
5 夏畅斌;肖国安;何绪文;;煤矸石制聚硅酸铝混凝剂及对矿井水处理的工艺探讨[J];能源环境保护;1996年03期
6 孔德顺;肖杰;吴红;李志;卢香宇;;煤矸石碱熔提取白炭黑的研究[J];化工新型材料;2011年02期
7 周前;;湖南煤矸石堆存环境影响和综合利用途径分析[J];湖南有色金属;2006年04期
8 范德科;王栋民;罗小红;江锋;;煤矸石的机械-热力复合活化研究[J];混凝土与水泥制品;2008年06期
9 王明哲;冀秀君;;电石渣增钙煅烧煤矸石制备少熟料水泥的研究[J];21世纪建筑材料;2010年05期
10 宫晨琛;李东旭;;低温增钙煅烧煤矸石水硬活性探讨[J];材料科学与工程学报;2006年06期
11 宫晨琛;李东旭;王晓钧;;煤矸石增钙煅烧的机理[J];硅酸盐学报;2007年07期
12 王海霞;倪文;黄屹;郑永超;张静文;;用活化煤矸石制备新型胶凝材料[J];金属矿山;2011年03期
13 王明哲;;电石渣增钙煅烧煤矸石制备少熟料水泥的研究[J];山西建筑;2010年05期
14 许红亮;程维高;李牧;郭辉;王海龙;陈德良;卢红霞;张锐;;煤矸石制备4A分子筛工艺研究[J];非金属矿;2011年02期
15 李亚峰;;用煤矸石制备三种凝聚剂[J];化工文摘;2001年07期
16 雷保义;胡芳华;杨效益;;利用煤矸石制备4A沸石的方法[J];日用化学品科学;2009年09期
17 段瑜芳;王培铭;;碱激发煤矸石胶凝材料的早期水化过程[J];材料科学与工程学报;2008年04期
18 赵银,李俊梅;煤矸石制PAC的新方法[J];太原理工大学学报;1993年03期
19 高孟华;公明明;于建国;;机械球磨对煤矸石反应活性的影响[J];中国矿业;2008年02期
20 顾炳伟;王培铭;;不同产地煤矸石特征及其火山灰活性研究[J];煤炭科学技术;2009年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张振玉;范广田;张大鹏;;煤矸石在高等级公路建设中的应用[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
2 王永红;郭晓明;曾剑;;区域煤矸石综合治理规划研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2010年
3 张禄秀;王之龙;季培萍;;煤矸石铁路路基自燃防治及其安全措施研究[A];2003年度优秀学术论文集——煤矿先进生产技术交流会论文集[C];2003年
4 刘松玉;邱钰;;煤矸石路堤的动力响应分析研究[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年
5 ;阜新煤矸石热电厂扩建增容项目简介[A];阜新矿务局可持续发展调查报告[C];2001年
6 崔莉;杨凤玲;程芳琴;;煤矸石中活性氧化铝的溶出试验研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(上册)[C];2006年
7 马正先;马志军;马云东;;用煤矸石中制备氢氧化铝和氧化铝的研究[A];第十二届全国粉体工程及矿产资源可持续开发利用学术研讨会专辑[C];2006年
8 张德良;;煤矸石资源综合利用的现状及对策[A];全国“三下”采煤学术会议论文集[C];2008年
9 王在龙;邵彦杰;张辉;;煤矸石填筑铁路路基的应用[A];建设节约型煤矿企业优秀论文集(2006年)[C];2006年
10 邢波;唐超;黄彩娟;李岱松;晁自胜;;由煤矸石制备4A分子筛探索研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(下)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者费伟伟;吃煤矸石 发清洁电[N];人民日报;2002年
2 记者 郭传义;煤渣山“吃”小了,农民腰包倒鼓了[N];地质勘查导报;2007年
3 淮北;制砖不用土不用煤 长安建材把渣子山变成“金砖”[N];中华建筑报;2007年
4 记者 尹江勇通讯员 伟峰;投资5亿元环保型项目落户巩义[N];河南日报;2008年
5 张红胜;严查煤炭掺假行为[N];中国质量报;2005年
6 通讯员 任润山薛喜忠 记者 常素莉;邯矿60万方煤矸石铺上青兰高速路[N];河北经济日报;2008年
7 ;亮点:已开始显现[N];中国矿业报;2003年
8 本报记者 王福会;煤矸石里的财富秘密[N];内蒙古日报(汉);2010年
9 重庆南桐特种水泥公司 赵和平;用煤矸石替代石灰石生产水泥[N];中国建材报;2006年
10 本报记者 雒焕素;矸石山被挖成“空心”山[N];兰州日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 司鹏;煤矸石酸法提铝的活化技术研究[D];华东理工大学;2011年
2 王国平;辽宁阜新煤矸石资源化研究[D];成都理工大学;2005年
3 杨中正;烧结合成系列矾土基均质料的研究[D];郑州大学;2006年
4 郭伟;煤矸石的活性激发及活性评价方法的探讨[D];南京工业大学;2005年
5 王林江;高岭石有机插层反应及Sialon材料原位合成[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2002年
6 魏俊峰;重要沉积矿物界面反应研究及其环境意义[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2000年
7 王万军;高岭石有机插层复合物的制备、表征及应用探讨[D];中南大学;2005年
8 张国范;铝土矿浮选脱硅基础理论及工艺研究[D];中南大学;2001年
9 王风华;王庄—宁海地区砂岩储层敏感性机理研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2007年
10 董霁红;矿区充填复垦土壤重金属分布规律及主要农作物污染评价[D];中国矿业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵洪振;辽吉南部煤矸石地球化学特征及综合利用研究[D];吉林大学;2007年
2 谢宵斐;煤矸石制作硅肥活化工艺研究[D];西安科技大学;2008年
3 芋艳梅;机械力化学活化煤矸石的试验研究[D];南京工业大学;2006年
4 朱明秀;煤矸石的复合活化研究[D];南京工业大学;2006年
5 张平萍;利用阜新煤矸石制备硫铝酸盐水泥的应用研究[D];成都理工大学;2005年
6 敖卫华;内蒙古乌达矿区煤矸石中有害物质环境地球化学效应研究[D];中国地质大学(北京);2005年
7 罗克洁;用煤矸石制备聚合硅酸硫酸铁铝的研究及在处理废水中的应用[D];辽宁工程技术大学;2005年
8 邓庆阳;煤矸石混凝土刚性桩复合地基的试验研究[D];西安建筑科技大学;2005年
9 王丽丽;山西岩溶大泉水质演化趋势与成因分析[D];西南师范大学;2005年
10 李德军;煤矸石泡沫混凝土的研究[D];重庆大学;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978