印尼油砂尾砂资源化利用研究

摘要

本实验研究基于日益兴起的油砂工业现状，大量的油砂尾砂无法得到合理治理导致严重的环境污染和资源浪费问题。因此利用本印尼油砂尾砂原料，系统分析并研究了一套油砂尾砂资源化利用的办法，并通过实验室方法针对其中的钙成分与SiO2合成相应的α半水石膏与水玻璃(Na2SiO3)化学产品，深入分析了实验条件与操作工艺对产率、产品性能的影响。
　　在盐酸溶解尾砂的滤液中加入适量硫酸制得二水石膏，使用盐溶液法制取了α半水石膏。通过单因素实验和正交实验，并综合反应速率、节约物料、产物结晶水稳定性、晶体形貌得出最佳实验条件:盐溶液浓度25％、温度98℃、固液比1∶6，各因素影响次序是:盐溶液浓度＞反应温度＞固液比。SEM扫描电镜观察最佳条件下产品晶形呈六棱柱状，且晶粒粗大、致密，晶粒直径大小均匀、表面光滑、石膏碎屑较少。柠檬酸钠作转晶剂最佳浓度为0.1％，能得到短柱状α半水石膏晶体，长径比在1～2之间，晶粒直径大小均匀且石膏碎屑较少。
　　盐酸溶解尾砂的滤渣，用不同焙烧处理方式制成原料来干法制水玻璃。通过单因素与正交实验得出最佳操作条件为:酸溶前焙烧原料、反应温度800℃、反应时间2h、物料质量比(NaOH∶SiO2)4∶3，此时的SiO2反应率为72.15％。各个因素影响次序是:反应温度＞焙烧条件＞质量比＞反应时间。XRD图谱结果显示，酸溶前焙烧的SiO2原料最利于实验，主要成分以Hexagonal和Tetrahedral两种SiO2晶型存在。高温焙烧除掉残余有机油分的同时酸溶阶段溶解了金属氧化物，该处理方式破坏了部分SiO2晶体结构，降低了反应需要的活化能，利于SiO2与碱在高温状况下的反应，将SiO2反应率从30％左右提高到60％～70％。

目录

声明

摘要

1．1．1 油砂的性质

1．1．2 油砂的开采技术

1．1．3 油砂分离技术

1．2 油、砂产品加工利用

1．2．1 沥青油加工

1．2．2 尾砂回收利用

1．3 石膏简介

1．3．1 石膏种类

1．3．2 三种石膏的性质

1．3．3 α半水石膏制备工艺

1．4 水玻璃简介

1．4．1 水玻璃的性质

1．4．2 水玻璃的用途

1．4．3 水玻璃的制法

1．5 尾砂资源化利用研究

1．5．1 可行性

1．5．2 环保性

1．5．3 经济性

1．6 课题研究内容

2．1 原料分析

2．1．1 油砂组成分析

2．1．2 油砂油性质分析

2．1．3 尾砂粒度分析

2．1．4 尾砂组成分析

2．2 尾砂处理及产品制备实验

2．2．1 石膏制备流程及测定方法

2．2．2 水玻璃制备流程及测定方法

第3章 印尼尾砂制备α半水石膏

3．1 盐溶液浓度的影响

3．2 反应温度的影响

3．3 固液比的影响

3．4 正交实验结果分析

3．5 转晶剂的影响

3．6 本章小结

第4章 印尼尾砂制水玻璃

4．1 反应温度的影响

4．2 反应时间的影响

4．3 原料质量比的影响

4．4 不同原料处理方式的影响

4．5 正交实验结果分析

4．6 本章小结

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间参加的科研项目