烧结烟气脱硫灰制备硫酸钙晶须的实验研究

摘要

烧结烟气脱硫灰作为烧结工序中脱硫的主要副产物，随着钢铁厂二氧化硫的排放量逐年增加，其排放量也随之增大。由于该脱硫灰中含有一定量的氯离子，其应用受到限制。为此，实现烧结烟气脱硫灰资源的综合利用，对于钢铁行业的烟气脱硫具有重要意义。 本论文以化学纯试剂二水硫酸钙为原料，在研究常压体系下硫酸钙的溶解动力学行为的基础上，以烧结烟气脱硫灰为原料，采用水热法工艺制备硫酸钙晶须。在本实验条件下，得到如下结论: (1)在常压溶液体系条件下，随着NaCl和MgCl2加入量的增大，二水硫酸钙的溶解率逐渐升高，溶解表观活化能逐渐降低，NaCl和MgCl2对二水硫酸钙的溶解起促进作用，且MgCl2更有利于促进二水硫酸钙的溶解。 (2)在NaCl和MgCl2溶液体系下，随着pH值的降低、温度的升高和时间的延长，二水硫酸钙的溶解率逐渐升高;并建立了不同NaCl、MgCl2和pH值溶液体系下二水硫酸钙的溶解表观动力学模型。 (3)随着反应温度和搅拌转数的升高，利用烧结烟气脱硫灰制备的硫酸钙晶须长径比呈先增大后减小的趋势。随着pH值的升高，硫酸钙晶须的长径比呈先升高后降低的趋势，当pH为3.5时，晶须的长径比最大，其值为85，但在低pH值条件下晶须相对细小。 (4)以烧结脱硫灰为原料，在水热法工艺条件下能够制备出长径比高于85的无水硫酸钙晶须;在本实验条件下合理的工艺条件为:反应温度130～150℃;反应时间37.5～45min;初始pH值3～3.5;搅拌速率45～60r·min-1;固液比1∶10;添加剂2.5％MgCl2。

目录

声明

摘要

1．1研究背景

1．2本研究的目的及意义

1．3本研究的主要内容

第2章文献综述

2．1烧结烟气脱硫灰资源概述

2．1．1烧结烟气脱硫灰理化特性

2．1．2烧结烟气脱硫灰的利用现状

2．2硫酸钙晶须概述

2．2．1硫酸钙晶须的性质

2．2．2硫酸钙晶须的制备方法

2．2．3硫酸钙晶须的制备原料

2．2．4硫酸钙晶须的应用现状

2．2．5硫酸钙晶须的生长机理研究现状

3．1实验原料

3．2实验设备

3．2实验过程

3．2．1常压下硫酸钙溶解行为研究实验过程

3．2．2高压条件下硫酸钙溶解行为的研究实验过程

3．2．3以烧结烟气脱硫灰水热法制备硫酸钙晶须实验过程

3．3分析方法

第4章不同溶液体系下硫酸钙溶解行为的实验研究

4．1常压体系下硫酸钙溶解行为研究

4．1．1溶液中钙离子浓度与电导率关系的测定

4．1．2 NaCl浓度对硫酸钙溶解行为的影响

4．1．3 MgCl2浓度对硫酸钙溶解行为的影响

4．1．4 pH值对硫酸钙溶解行为的影响

4．2高压体系下硫酸钙溶解行为研究

4．3本章小结

第5章水热法制备硫酸钙晶须的实验研究

5．1反应温度对硫酸钙晶须制备的影响作用

5．2反应时间对硫酸钙晶须制备的影响作用

5．3初始pH值对硫酸钙晶须制备的影响作用

5．4搅拌速率对硫酸钙晶须制备的影响作用

5．5本章小结

第6章结论

参考文献

致谢