斜板沉降槽对活性白土提纯的工艺研究

摘要

活性白土是膨润土经无机酸改性而成的一种酸活化膨润土。与膨润土相比，活性白土吸附性和活性度更高，其广泛应用于石油、化工、冶金及食品等领域。但多数膨润土随着开采时间的推移，膨润土品位日益下降，产出的活性白土质量难以保证，为了保证质量，低品位膨润土原料往往需要提纯。本文提出了采用斜板沉降槽提纯活性白土的方法以提高活性白土的质量。首先，实验设计加工安装了斜板沉降槽;其次，以自来水为工作介质，以高锰酸钾为示踪剂，采用脉冲示踪法测定斜板沉降槽的停留时间分布，通过分析斜板沉降槽的停留时间分布情况，以确定斜板沉降槽的结构合理性;然后，考察了斜板沉降槽提纯工艺中活性白土悬浮液固体质量分数和给料流量对提纯活性白土产品的效果影响，以确定斜板沉降槽提纯活性白土的提纯操作参数，实验结果表明:
　　(1)本斜板沉降槽是在传统的斜板槽的基础上改进而来，结构简单，设备制造成本低廉，操作方便，生产效率高。
　　(2)在测定斜板沉降槽的平均停留时间分布实验中:进料流量增加，斜板沉降槽的停留时间分布明显变窄，停留时间分布的数字特征也明显变小，其中，无因次方差接近O，因此，物料在斜板沉降槽内的流型既非平推流，也非全混流，但非常接近于平推流，因此，自制设计的斜板沉降槽的结构在提纯活性白土中是比较合理的。
　　(3)给料浓度和流量对产品的提纯效果影响:给料浓度和流量过低，产品回收率过低，生产效率低;给料流量和给料浓度过高，产品的粒度和含沙率上升，脱色率下降，品质是下降的，但同时收率增加，停留时间分布情况越接近活塞流。给料流量太低，沉降槽停留时间分布不好;给料量过大，停留时间短，大的颗粒杂质沉降困难，产品质量差。实验数据表明，当活性白土悬浮液给矿质量分数为10％和提纯进料流量为2.0t/hm2时，提纯的产品的含沙率4％，脱色率76％，平均粒径27μ m，回H收率77.5％，活性白土经此槽提纯后其含沙率下降，活性产品的平均粒径降低，产品脱色率提高，与未提纯活性白土相比，提纯后活性白土质量得到提高。
　　(4)该方法是在现有活性白土生产工艺中增加沉降提纯设备，省去了复杂的原料提纯操作，简化了生产工艺，并使低品位膨润土得到有效利用。
　　(5)提纯活性白土与提纯原料膨润土相比，克服了提纯原料膨润土脱水困难的困难，具有生产效率高、废酸可循环利用等优点。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 研究目的与意义

1．2 研究内容

1．3 本研究的创新点

第二章 文献综述

2．1 活性白土

2．1．1 活性白土概念

2．1．2 活性白土的原料

2．1．3 活性白土的性质和用途

2．2 活性白土提纯

2．3 膨润土的提纯方法

2．3．1 手选法

2．3．2 干法提纯

2．3．3 湿法提纯

2．3．4 复合提纯

2．4 斜板沉降槽技术概论

2．4．1 斜板沉降技术的发展

2．4．2 斜板沉降槽的结构和工作原理

2．4．3 斜板沉降槽的应用

2．5 停留时间分布

2．5．1 停留时间分布的概念

2．5．2 停留时间分布函数和数字特征

2．5．3 停留时间分布的实验测定

第三章 斜板沉降槽的设计及制造

3．1 实验材料

3．1．1 实验试剂

3．1．2 实验设备

3．2 斜板沉降槽的设计方法

3．2．1 设计依据

3．2．2 各参数的设计计算

3．2．3 活性白土悬浮液沉降速度的测定

3．3 分析方法

3．3．1 斜板沉降槽的停留时间分布(RTD)测定

3．3．2 示踪剂(高锰酸钾)浓度的测定

3．4 结果与讨论

3．4．1 斜板沉降槽的结构及设计图

3．4．2 斜板沉降槽的停留时间分布和性能分析

3．4．3 此斜板沉降槽与澄清槽的比较

3．5 本章小结

第四章 斜板沉降槽对活性白土的提纯实验

4．1 实验材料

4．1．1 实验原料

4．1．2 实验试剂

4．1．3 实验设备

4．2 实验方法

4．2．1 活性白土的分散方法

4．2．2 分散时间和搅拌速度的确定

4．2．3 活性白土悬浮液的配置

4．2．4 活性白土的提纯实验

4．3 分析方法

4．3．1 活性白土的平均粒径的测定

4．3．2 活性白土的含沙率的测定

4．3．3 活性白土的脱色率(BR)的测定

4．3．4 活性白土产品回收率的测定

4．4 结果与讨论

4．4．1 搅拌速度和搅拌时间的测定结果

4．4．2 不同给矿浓度和进料流量对斜板沉降槽提纯活性白土的影响

4．4．3 提纯土与未提纯活性白土的比较

4．5 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

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