由膨润土抽取超细硅酸铝和氧化铝晶须工艺研究

摘要

我国膨润土储量丰富、种类齐全、分布广，但目前膨润土所制产品中低档品种过多，资源浪费严重、效益差。大力开发附加值高的膨润土产品是今后膨润土发展方向。本文研究了以膨润土为原料制取超细硅酸铝和氧化铝晶须工艺；并对其生产过程的设备进行选型、经济效益进行估算、环保进行分析；同时利用XRD、SEM、TG、FTIR等手段对产品结构与形貌进行了表征。论文主要成果如下：
　　(1)在最佳酸浸条件下，膨润土中三氧化二铝的浸出率达到96%以上；在最佳净化条件下，酸浸滤液中铁的去除率可达94%以上：在最佳碱浸条件下，蒙脱石中二氧化硅的浸出率达到了98%以上。
　　(2)在实验确定的制取超细硅酸铝的最佳工艺条件下，所制产品主要组分含量符合Q/GSH01-2009企业标准的要求，其中三氧化二铝含量为11.19%，二氧化硅含量为81.42%；蒙脱石中二氧化硅总的回收率达到了85%以上。
　　(3)在最佳条件下制得的氧化铝晶须前驱体的直径在500nm左右、长度约为15μm，长径比约为30；其在900～1100℃煅烧1h，可以得到不同晶型的氧化铝晶须，其长度约12μm，直径约在400nm左右，长径比约30；化学分析结果表明，实验制得的氧化铝晶须主组分含量符合氧化铝国家标准(GB/T24487-2009)中AO-3产品的要求；在由膨润土制取超细硅酸铝和氧化铝晶须工艺中，三氧化二铝的总回收率达到了90%以上。
　　(4)经济效益估算结果表明，由膨润土制取超细硅酸铝和氧化铝晶须，可以获得良好的经济效益。环保分析结果表明，该生产过程可以做到基本无三废污染，是清洁生产工艺。

目录

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图表清单

第一章 前言

1.1 膨润土概况

1.1.1 膨润土概念

1.1.2 膨润土化学组成及其特性

1.1.3 膨润土的应用

1.1.4 国内外膨润土的研究现状及发展趋势

1.2 超细硅酸铝概述

1.2.1 超细硅酸铝特性

1.2.2 超细硅酸铝应用及发展前景

1.3 氧化铝晶须概述

1.3.1无机晶须概述

1.3.2氧化铝晶须概述

1.4 本课题研究目的意义及主要内容

1.4.1 本课题研究目的意义

1.4.2 本课题的研究内容

第二章 实验原理

2.1 膨润土酸浸

2.2 酸浸液净化原理

2.3 酸浸滤饼碱浸原理

2.4 超细硅酸铝制备原理

2.5 氧化铝晶须制备原理

第三章 实验部分

3.1 实验材料及仪器

3.2 实验方法

3.2.1 工艺流程图

3.2.2 原料预处理

3.2.3 膨润土酸浸

3.2.4 酸浸液净化

3.2.5 酸浸滤饼碱浸

3.2.6 超细硅酸铝制备

3.2.7 氧化铝晶须的制备

3.3 分析方法

3.3.1 化学分析

3.1.4 仪器分析

第四章 结果与讨论

4.1 膨润土的酸浸

4.2 酸浸滤液的净化

4.2.1 溶液pH对除铁效果的影响

4.2.2 高锰酸钾用量对除铁效果的影响

4.2.3 反应时间对除铁效果的影响

4.2.4 反应温度对除铁效果的影响

4.2.5 小结

4.3 酸浸滤饼的碱浸

4.4 超细硅酸铝的制备

4.4.1 超细硅酸铝制备条件考察

4.4.2 最佳重复实验结果

4.4.3 产品质量分析

4.4.4 产品XRD分析

4.4.5 产品SEM分析

4.4.6 小结

4.5 氧化铝晶须的制备

4.5.1 氧化铝晶须前驱体制备工艺条件实验

4.5.2 氧化铝晶须前驱体性能表征

4.5.3 煅烧条件对氧化铝晶须的影响

4.5.4 氧化铝晶须化学分析

4.5.5 小结

4.6 经济效益估算

4.6.1 原料消耗及其费用估算

4.6.2 主要设备费用及估算

4.6.3 电能消耗及其费用估算

4.6.4 工人生产费用估算

4.6.5 产品年产值估算

4.6.6 年经济效益估算

4.7 环保分析

结论

参考文献

攻读硕士学位期间主要研究成果