钙基水热浸出赤泥脱碱试验及机制分析

以Ca(OH)₂为脱碱剂水热浸出赤泥脱碱,考察了Ca(OH)₂掺量、反应温度、液固比对赤泥脱碱率的影响,同时对赤泥脱碱过程进行机理分析和浸出动力学分析。研究结果表明,在Ca(OH)₂掺量为60%(质量分数)、反应温度为250 ℃、液固比为8 mL/g的条件下,赤泥脱碱率可达到96.3%。Ca(OH)₂可有效脱除赤泥中的游离碱和结构碱,赤泥中的钙霞石和水钙铝榴石被分解,脱碱渣中新相铁钙榴石(水合的)是主要的衍射峰,并且赤铁矿的衍射峰明显减弱,方解石的衍射峰增强。该脱碱过程受固膜内扩散关键步骤控制,线性相关系数都大于0.97,特征常数n<1,表观活化能为5.20 kJ/mol。     

拜耳法赤泥的湿法碳化脱碱工艺研究

利用二氧化碳对具有强碱性的拜耳法赤泥进行湿法碳化脱碱实验,研究了在CO2气流量为0.3 L/min条件下,液固比、反应温度、反应时间、CO2压力对拜耳法赤泥脱碱效果的影响并确定了适宜的脱碱条件.研究表明,在反应温度50℃,液固比为7,CO2压力为4 MPa,反应时间2h条件下,拜耳法赤泥的脱碱率达到50％以上.脱碱后赤泥碱含量大幅降低,有助于减轻对土壤及地下水源的危害.     

常压石灰法处理烧结法赤泥脱碱及其机理研究

采用石灰（CaO）作为脱碱剂处理烧结法赤泥,研究了反应温度、反应时间、脱碱剂添加量、液固比等因素对赤泥中钾、钠溶出率等碱脱除效果的影响,分析了石灰处理赤泥的脱碱机理。结果表明：温度升高、反应时间延长、石灰掺量增加以及液固比增大均能提高赤泥的脱碱效果,其中尤以反应时间和石灰掺量的影响效果更显著。添加石灰处理烧结法赤泥的脱碱机理是部分方钠石（Na₈Al₆Si₆O₂₄CO₃）中的2个Na⁺被1个Ca²⁺置换出,生成了更难溶的钙霞石［Na₆CaAl₆Si₆（CO₃）O₂₄·2H₂O］。     

钛白废酸浸出赤泥脱碱实验研究与动力学分析

依据赤泥强碱性和钛白废酸呈酸性的特点,利用钛白废酸浸出赤泥脱碱。考察了搅拌速率、液固比、浸出温度和浸出时间对赤泥脱碱效果的影响,同时对赤泥脱碱过程进行了理论分析和动力学研究。结果表明:在浸出温度为70 ℃,搅拌速率为400 r/min,液固比为5 mL/g和反应时间为60 min的条件下,赤泥脱碱率大于99%,脱碱液pH值为6.2。利用钛白废酸浸出赤泥,赤泥脱碱率高,脱碱渣中铁品位也得到了富集,可以作为提取回收铁的二次矿产资源。钛白废酸能够显著破坏赤泥中钙霞石的晶体结构,使得结构碱几乎全部溶解,脱碱渣中出现硬石膏衍射峰,赤铁矿衍射峰也可明显分辨。该脱碱过程受未反应核收缩模型(USCM)中的内扩散关键步骤控制,线性相关系数大于0.99,脱碱反应速率常数随着温度升高而增加,表观活化能(E_a)为13.12 kJ/mol。     

赤泥脱碱方法及其机理研究进展

赤泥是氧化铝生产过程中产生的强碱性废弃物,其强碱性是制约自身大规模综合利用的重要因素。因此十分有必要对赤泥进行脱碱,以期实现赤泥的综合利用,保障铝工业可持续发展。论文综述了国内外赤泥脱碱方法,如水洗法、酸浸法、石灰法、盐类浸出法、CO₂法、生物法等;同时从自由碱和化学结合碱的角度分析了各种脱碱方法的特点及主要脱碱机理,总结出赤泥脱碱的原理主要是中和反应、沉淀反应及钠置换反应。最后剖析了各种脱碱方法存在的问题,并对赤泥脱碱的研究提出了建议,这将为赤泥脱碱技术的进步以及赤泥的综合利用提供参考。     

赤泥流态化洗涤

利用流态化洗涤装置进行了赤泥浆液的流态化洗涤实验研究. 结果表明,当赤泥浆液中Na2O浓度为125~180 g/L、赤泥用水量为4.2~4.9 t/t时,底流附碱浓度可降低至0.25~5 g/L,底流液固质量比为2.2~2.7,溢流Na2O浓度为90~150 g/L. 基于流态化洗涤原理,建立了流态化洗涤的数学模型,可预测洗涤过程浆液中Na2O浓度轴向分布和洗涤效果. 研究结果表明流态化洗涤装置可用于氧化铝生产的赤泥浆液洗涤.     

赤泥水浸脱碱实验及动力学研究

赤泥是一种碱性污染物,强碱性是制约其综合利用的关键因素。进行了拜耳法赤泥水浸脱碱实验及动力学研究,实验结果表明：赤泥在水浸次数为4次、液固体积质量比为9 mL/g、反应温度为90 ℃和反应时间为60 min的条件下,赤泥的脱碱率可达71%。采用未反应收缩核模型对水浸脱碱数据进行线性拟合,动力学分析表明：活化焙烧后赤泥的水浸脱碱过程受扩散步骤控制,线性相关系数大于0.97,表观活化能为11.72 kJ/mol。     

垃圾焚烧飞灰中氯元素存在形态及深度脱氯的研究

垃圾焚烧飞灰中的氯含量影响其在水泥窑协同处置生料中的占比,因此需要对飞灰做脱氯处理。利用XRD对飞灰氯元素的存在形态研究表明：氯元素以水溶性氯和非水溶性氯2种形态存在于飞灰中,炉排炉飞灰的水溶性氯化物为CaCl₂·Ca（OH）₂·H₂O、CaClOH、CaCl₂·2H₂O、KCl和NaCl,非水溶性氯化物为AlOCl和Ca₁₀（Si₂O₇）₂（SiO₄）Cl₂（OH）₂等;流化床飞灰的水溶性氯以CaCl₂·2H₂O和KCl形式存在,非水溶性氯以AlOCl、Ca₁₀（Si₂O₇）₂（SiO₄）Cl₂（OH）₂和Ca₄OCl₆等形式存在。对水洗脱除水溶性氯的研究结果显示：对于炉排炉飞灰,控制液固比（mL/g,下同）为10+4+2、3次常温水洗,水溶性氯脱除率达97.01%;对于流化床飞灰,控制液固比组合6+6+4、3次常温水洗,水溶性氯脱除率达99.17%;酸、碱洗及高温煅烧均能降低飞灰非水溶性氯含量,其中煅烧处理后的炉排炉飞灰残氯质量分数为0.36%、流化床飞灰为0.45%。     

亚熔盐法处理铝土矿工艺的赤泥常压脱碱

研究了在低温常压下亚熔盐法处理铝土矿所得赤泥的脱碱过程,考察了反应温度、CaO添加量、初始溶液Na2O浓度及反应时间等因素对反应过程的影响.结果表明,随CaO用量增加、反应温度提高和反应时间延长,终赤泥中Na2O含量降低,初始碱浓度过高或过低都不利于Na2O溶出.在95℃、NaOH溶液/干赤泥质量比6、CaO/原赤泥质量比0.22、初始溶液Na2O浓度60g/L、反应时间10h的条件下,终赤泥中Na2O含量可降至1.41%,钠/硅质量比为0.07.反应后生成了硅酸钙相,赤泥由棒状晶体转变成了绒球状的薄片聚集体.     

一种强化初沉池污泥厌氧发酵积累短链脂肪酸的新方法及机制

以过氧化钙（Ca O₂）和初沉污泥为探究对象,在室温条件下探究了Ca O₂对初沉污泥厌氧发酵产短链脂肪酸（SCFA）的影响。结果表明,适当添加Ca O₂能促进污泥发酵系统中SCFA的积累并缩短最佳发酵时间,当Ca O₂含量为0.1 g/g时,SCFA的最大积累量为526.3 mg/L,为空白组的1.24倍。然而当Ca O₂含量升高至0.2 g/g时,Ca O₂的存在抑制了SCFA的积累。Ca O₂能够提高发酵体系的p H,从而导致碱性环境利于污泥发酵。Ca O₂促进初沉污泥溶解性有机物释放,当Ca O₂含量为0.1 g/g时,溶解性蛋白质和多糖的最高含量分别为262、156 mg/L。酶活性分析表明适当添加Ca O₂促进了蛋白质酶和纤维素活性。Ca O₂同样影响初沉池污泥发酵微生物群落,Ca O₂存在显著提高了Bacteroi...     

脱碱赤泥催化剂制备及对秸秆催化热解生物油成分的影响

赤泥含有具有催化作用的元素,同时含有一定的孔,可用作催化剂。赤泥的强碱性导致催化剂表面烧结、酸性不足等问题。该研究采用柠檬酸交换钠及焙烧制备了脱碱赤泥催化剂,赤泥的脱碱率达到96%。表征发现脱碱赤泥结构更稳定,硅铝酸盐聚合度降低,Al、Fe、Ti等具有催化作用的元素含量增加、比表面积增加、中强酸酸性位点增多等。用于催化秸秆热解,产物生物油中醛类、酚类、呋喃类变化明显,其中2,3-二氢呋喃含量增加了15.9倍。脱碱赤泥对生物油的产率影响较小,不可冷凝气体、生物炭产率变化明显。推断与脱碱赤泥促进了脱羟和脱羰基反应、葡萄糖脱水重排,强化了脱甲基和脱甲氧基反应有关。     

烧结法赤泥脱碱过程

采用适当的工艺流程对烧结法赤泥进行脱碱处理．研究了脱碱剂用量、赤泥粒度、液－固比、温度、时间对脱碱结果的影响．结果表明：使用该脱碱工艺，可使脱碱后赤泥中碱含量１％．     

逆流浸取法回收赤泥中的碱

赤泥脱碱现有的方法不足主要表现在：酸法或碱法脱碱会耗费大量的酸或碱,使脱碱成本偏高;简单水洗法脱碱时,副产品中碱浓度较低,不能实现赤泥与碱的综合利用。本文以阴离子型聚丙烯酰胺为絮凝剂,水为浸取剂,采用五级逆流浸取法对赤泥中碱的回收利用进行研究,考察了温度、液固比、浸取速度等因素对碱的浸出率及浓度的影响,得出碱的浸出率与浓度随温度、液固比、浸取速度等因素的变化规律,确定最佳浸取条件为：温度70℃,液固比3∶1,浸取速度15mL/min,在此条件下赤泥中碱的浸出率达89.18%,浓度达到20.38g/L。此方法不仅能将赤泥中的碱有效脱除,同时得到浓度较高的碱溶液,实现赤泥与碱的综合利用。     

高负硬度矿井水脱碱处理工艺研究

针对河南某矿井水处理站供水碱度过高,导致碱度严重超过回用水水质指标,采用药剂法和离子交换法去除碱度。试验结果表明:Ca(OH)_2-CaCl_2脱碱法中Ca(OH)2最佳投加量为350 mg/L,CaCl_2最佳投加量为400mg/L,去除率达86.1%,药剂成本为0.549元/m~3;NaOH-CaCl_2脱碱法中NaOH最佳投加量为350 mg/L,CaCl_2最佳投加量为850 mg/L,去除率达87.9%,药剂成本为1.555元/m3;氯型树脂脱碱法的出水脱碱率可达到99.9%,药剂成本为0.423元/m3。综合考虑出水水质和药剂成本等因素,可选用氯型树脂脱碱工艺处理矿井水。     

Selective separation of sodium from red mud with citric acid leaching

Selective separation of sodium with citric acid leaching from red mud has been put forward. The main factors and dealkalization mechanism by using inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy, X-ray diffraction, and shrinking core model were studied. The results show that the dealkalization rate reached more than 95% under the following conditions: citric acid dosage of 15%, liquid-to-solid ratio of 7 mL/g, leaching temperature of 100°C, stirring speed of 300 rpm, and leaching time of 120 min. Sodium easily dissolved in the solution by citric acid leaching. The dealkalization process was controlled by internal diffusion and the apparent activation energy (E_a) was 19.43 kJ/mol.