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淮南粉煤灰提铝渣制备白炭黑的工艺研究

兰伟兴  
【摘要】:淮南市位于安徽省中北部,是我国主要的火力发电基地之一,2011年装机总量超过10000MW,经测算,当年排灰量超过3000万吨。近几年,淮南市粉煤灰综合利用率一直保持在较高的水平,超过60%,但仍有大量未使用的粉煤灰堆存在灰场。 灰场大量的粉煤灰对周围居民的身体健康造成威胁,重金属渗漏也会对地表土壤及地下水造成一定污染。本文从资源综合利用和环境保护的大局、科学发展的角度看待淮南粉煤灰制备白炭黑这项研究,旨在探索利用淮南粉煤灰制备白炭黑的优化工艺路线,以实现粉煤灰的资源化、精细化综合利用,拓宽其高附加值化学品的应用范围。 本文研究了以淮南粉煤灰提铝渣为硅源制备沉淀白炭黑的工艺。通过均匀实验和正交实验设计,分析讨论了影响淮南粉煤灰提铝渣中氧化硅溶出率的因素,并确定其最佳工艺参数为:常压下,搅拌强度为900r·min-1、溶出时间为90min、温度为80℃、液固比为6、氢氧化钠浓度为15%;通过添加新型硅助剂使氧化硅溶出率显著提高,当助剂Z1添加量为5%时,最大溶出率达68.26%。以硅酸钠溶液为前驱液,采用酸化沉淀法制备出大比表面积(大于260m2·g-1)和吸油值符合国家标准的白炭黑产品,最佳工艺条件如下:溶液pH为4.5~5、反应温度为70℃、时间为40~50min、硅酸钠溶液中水溶性SiO2含量为3g·L-1、搅拌强度为900r·min-1、硅酸凝胶用无水乙醇进行溶剂置换然后在真空干燥箱中干燥。


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