材料科學(xué)畢業(yè)論文--赤泥的資源化利用研究

1、<p><b>　　本科生畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　2012年6月1日</b></p><p>　題 目：赤泥的資源化利用研究</p><p>　專(zhuān)業(yè)代碼：</p><p>　作者姓名：</p><p>　學(xué) 號(hào)：</p&g

2、t;<p>　單 位：材料科學(xué)與工程學(xué)院</p><p>　指導(dǎo)教師：</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要II</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1.

3、前言1</b></p><p>　　1.1.赤泥資源化利用背景2</p><p>　　1.1.1.赤泥的國(guó)外利用背景2</p><p>　　1.1.2.赤泥的國(guó)內(nèi)利用背景2</p><p>　　1.2.赤泥利用的三種方法和展望3

4、 </p><p>　　1.2.1.在建材市場(chǎng)中的應(yīng)用3</p><p>　　1.2.2.從赤泥中回收金屬4 </p><p>　　1.2.3. 工業(yè)催化劑的制備4<

5、;/p><p>　　1.2.4 赤泥新型利用的研究探索—聚硅酸鐵的制備5 </p><p><b>　　2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程6</b></p><p>　　2.1.實(shí)驗(yàn)試劑6</p><p>　　2.2.實(shí)驗(yàn)儀器7</p><p>　　2.3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程8</p><p&

6、gt;　　2.3.1. 硫酸鐵溶液的制備8</p><p>　　2.3.2.活化硅酸的制備8</p><p>　　2.3.3. 聚硅酸鐵絮凝性能的測(cè)試8</p><p>　　3.結(jié)果與討論10</p><p>　　3.1.聚硅酸鐵工藝條件的探索10</p><p>　　3.2.赤泥利用存在的問(wèn)題10

7、</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)12</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)13</b></p><p><b>　　致 謝14</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本論文主要論述了

8、赤泥的資源化循環(huán)利用的國(guó)內(nèi)外背景，以及赤泥利用的幾種方法。而且試圖尋找到赤泥的合理循環(huán)利用工業(yè)方案，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中主要探索了用赤泥合成水處理劑聚硅酸鐵的可能性，以及在不同條件下（溫度、酸堿度和配方）所合成樣品的不同性能比較。</p><p>　　關(guān)鍵詞：赤泥 聚硅酸鐵 資源化利用 水處理劑</p><p><b>　　Abstract</b></p&g

9、t;<p>　　This paper mainly discusses the red mud resources circulation use of background at home and abroad, as well asfrom red mud by use of several methods. And try to find thereasonable recycling red mud industr

10、ial plan, during the experiment mainly explored using red mud composite water treatment agent of poly silicic ferric possibilities, as well as idifferent conditions ( temperature, pH and formula) are synthetic samples o

11、f different performance comparison.</p><p>　　Key words: red mud polysilicate iron resource utilization water treatment agent赤泥的資源化利用研究 1.前言</p><p>　　當(dāng)今世界，資源與環(huán)境的

12、壓力愈來(lái)愈重。無(wú)論是可再生資源的質(zhì)量問(wèn)題，還是不可再生資源的儲(chǔ)量問(wèn)題，越來(lái)越受到社會(huì)的關(guān)注。而且在資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中產(chǎn)生的垃圾、廢料等等，不僅僅造成了環(huán)境的惡化，而且也使得這些本可以得到回收利用的垃圾和廢料推積成山,造成資源的浪費(fèi)，其中赤泥就是典型的代表</p><p>　　赤泥是以鋁土礦為原料生產(chǎn)氧化鋁過(guò)程中產(chǎn)生的極細(xì)顆粒強(qiáng)堿性固體廢物，每生產(chǎn)1噸氧化鋁，大約要排放赤泥1到2噸。隨著鋁工業(yè)的發(fā)展和鋁土礦品位的逐

13、漸降低，生產(chǎn)氧化鋁排出的赤泥量日益增多。目前國(guó)內(nèi)外氧化鋁廠都將赤泥輸送堆場(chǎng)，筑壩堆場(chǎng)，造成很大的環(huán)境污染和安全隱患。我國(guó)是氧化鋁生產(chǎn)大國(guó)，2009年生產(chǎn)氧化鋁2378萬(wàn)噸，約占世界總產(chǎn)量的30%，赤泥礦渣的年堆積量已成為世界之最，達(dá)到3000萬(wàn)噸。赤泥堆存不但要占用大量的土地，污染環(huán)境，還使赤泥中的許多有用成分得不到合理利用，造成資源浪費(fèi)。因此對(duì)赤泥的綜合利用非常重要，是解決赤泥污染，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的根本途徑。

14、 </p><p>　　赤泥中含有很多可以利用的物質(zhì)和元素，如赤泥中可以回收二氧化鈦，可以回收鐵，另外以燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁產(chǎn)出的赤泥，由于堿含量較拜耳法低，且含有大量的硅酸二鈣，和水泥物相組成相同，可用來(lái)生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)水泥和其它建筑材料。赤泥也可以在陶瓷工業(yè)發(fā)揮很大的作用。利用拜耳法和燒結(jié)法

15、，赤泥配合一定比例的粉煤灰，選擇多種燒結(jié)助劑，采用濕法成型。經(jīng)過(guò)高溫工藝的處理，制得的陶瓷體外觀規(guī)整，表面連續(xù)均勻。自然降溫冷卻后，收縮率較為一致，即得到無(wú)裂紋氣孔及鱗片狀翹起物，顏色為黃綠色，斷面晶體微細(xì)、均勻。</p><p>　　但是，赤泥的資源化利用還沒(méi)用完全開(kāi)發(fā)，研究完善。從工業(yè)角度考慮，赤泥的研究將會(huì)帶來(lái)更多的產(chǎn)業(yè)的誕生。西班牙多名科學(xué)家連續(xù)多年從事赤泥的研究工作，尤其是赤泥工業(yè)催化劑的研究很有成果。

16、在他們?cè)缙诘难芯恐锌紤]到拜耳法赤泥含有較大量的氧化鐵 ，將赤泥直接硫化活化后，即可作為氫化催化劑。稍后的研究中，他們選擇了一種極為特殊的活化方法，將赤泥溶解于鹽酸和磷酸的混合溶液中，之后將該混合溶液煮沸，用氨水調(diào)節(jié)PH值至6，然后將所得沉淀經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥、鍛燒之后，再經(jīng)過(guò)硫化作用即可得到相應(yīng)的催化劑。</p><p>　　但是我們也要看到，由于赤泥結(jié)合的化學(xué)堿難以脫除，而且含量大，又含有氟、鋁及其他多種雜質(zhì)等

17、原因，對(duì)于赤泥的無(wú)害化利用一直難以進(jìn)行。多年來(lái)世界各國(guó)專(zhuān)家對(duì)赤泥的綜合利用進(jìn)行了大量的科學(xué)研究，但此類(lèi)研究進(jìn)展不大因此，赤泥廢渣的處理和綜合利用成為一個(gè)世界性的大難題。而且目前對(duì)赤泥的銷(xiāo)納主要采用的是海底或陸地堆放處置方法，但隨著現(xiàn)代化的環(huán)境與資源要求，有效利用才是更好的解決方法。</p><p>　　另外，從近幾十年的礦物能源開(kāi)發(fā)、利用情況來(lái)看，石油、鐵礦、煤礦等不可再生資源不僅面臨儲(chǔ)量岌岌可危的地步，而且利用

18、效率也亟待提高，在這樣的背景下，赤泥的資源化利用意義重大。</p><p>　　1.1赤泥資源化利用背景</p><p>　　1.1.1赤泥的國(guó)外利用背景</p><p>　　目前，隨著世界范圍內(nèi)赤泥廢棄物不斷增長(zhǎng)，赤泥引起了越來(lái)越多的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境問(wèn)題。而且社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的重視，迫切要求氧化鋁工業(yè)實(shí)現(xiàn)無(wú)害排放或者零排放?，F(xiàn)階段，國(guó)外對(duì)于赤泥的開(kāi)發(fā)已經(jīng)擺脫了原有

19、的低價(jià)值的重復(fù)利用，對(duì)赤泥的某種用途有無(wú)開(kāi)發(fā)價(jià)值，能否產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)利益投入了更多的關(guān)注，進(jìn)行了深入研究。因此，目前在國(guó)外的研究已經(jīng)開(kāi)始探索附加值的產(chǎn)品，使赤泥的應(yīng)用逐步走向深入。</p><p>　　1.1.2赤泥的國(guó)內(nèi)利用背景</p><p>　　我國(guó)是世界上最大的氧化鋁生產(chǎn)國(guó)，現(xiàn)國(guó)內(nèi)主要有六大氧化鋁生產(chǎn)廠，分別位于山東、山西、河南、貴州、廣西。目前氧化鋁年生產(chǎn)能力已達(dá)700多萬(wàn)噸，每

20、年新產(chǎn)生的赤泥量達(dá)一千多萬(wàn)噸。和國(guó)外相比，我國(guó)鋁土礦資源類(lèi)型特殊，高鋁、高硅、低鐵、水硬鋁石，溶出性能較差，我國(guó)拜耳法赤泥的特點(diǎn)是鐵及氧化鋁含量高(但仍較國(guó)外拜耳法赤泥含量低);聯(lián)合法赤泥特點(diǎn)是鐵、堿含量低，氧化鈣含量高。針對(duì)兩種不同特點(diǎn)的赤泥，我國(guó)在赤泥利用方面取得了很多成果。但是我們也要看到，國(guó)內(nèi)赤泥利用效果不明顯。赤泥大量堆存，即占用土地，浪費(fèi)資源，又容易造成環(huán)境污染和安全隱患。赤泥綜合利用是解決環(huán)境污染和安全隱患的治本之策，也是

21、我國(guó)鋁工業(yè)持續(xù)發(fā)展的必由之路。</p><p>　　1.2赤泥利用的三種方法和展望</p><p>　　盡管赤泥的綜合利用有很多的困難，但是國(guó)內(nèi)外在赤泥利用這方面的研究還是如火如荼的進(jìn)行著，而且也取得了相當(dāng)大的成果：如在建材市場(chǎng)中的應(yīng)用，從赤泥中回收金屬，工業(yè)催化劑的制備等等。</p><p>　　1.2.1 在建材市場(chǎng)中的應(yīng)用</p><p&g

22、t;　　以燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁產(chǎn)生的赤泥，由于堿含量較拜耳法低，且含有大量的硅酸二鈣，和水泥相組成物相同，可用來(lái)生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)水泥和混凝土等其它建筑材料</p><p>　　在水泥方面，山東鋁業(yè)公司水泥廠開(kāi)始投產(chǎn)，但由于赤泥含堿量高，赤泥配比受到含堿指標(biāo)制約，赤泥利用水平僅達(dá)到5%--20%。赤泥脫堿后更有利于利用赤泥制造水泥，該廠采用的“常壓氧化鈣脫堿與低堿赤泥生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)水泥的研究”和“低濃度堿液模法分離回收堿技術(shù)”，

23、降低了氧化鋁生產(chǎn)的堿消耗，但是該方法生產(chǎn)工藝復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，不利于工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)。貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院的劉子高等人將拜耳法赤泥與適量的石灰混合，經(jīng)過(guò)石灰消化，水熱處理，煅燒處理和堿液溶出，可從赤泥回收大量的氧化鈉，但是因?yàn)槊搲A的方法效率不高，工業(yè)化還需要進(jìn)一步的研究和實(shí)踐。另外宏大赤泥含鐵量在15%--20%,利用赤泥與含鐵量較高的硫酸廠的硫鐵渣配制成符合水泥生產(chǎn)需要的鐵質(zhì)校正料，已有某大型水泥廠使用了2000余噸，摻赤泥750余噸

24、，赤泥摻量35%左右，利用效果明顯。由于赤泥中還含有鈦化物等物質(zhì)，在熟料燒成過(guò)程中起到了礦化作用，加之硅酸二鈣的晶種作用，使得熟料的燒成溫度降低。這種利用赤泥生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥具有抗折強(qiáng)度高、早期抗壓強(qiáng)度高和增進(jìn)率低及抗硫酸鹽侵蝕性能好等特點(diǎn)。</p><p>　　在混凝土方面，五十年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)相繼開(kāi)展了把赤泥用于混凝土的綜合開(kāi)發(fā)利用。日本和美國(guó)用赤泥制造人工輕骨料混凝土，比天然卵石混凝土強(qiáng)度還高；前東

25、德用赤泥生產(chǎn)混凝土輕型構(gòu)件;西德?lián)匠嗄嘤跒r青混凝土中，改善了瀝青混凝土路面使用性能;前蘇聯(lián)把赤泥用作道路基層材料。顏?zhàn)媾d等人對(duì)于水泥赤泥混凝土開(kāi)發(fā)應(yīng)用進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，赤泥代替水泥用量少于X13時(shí)，水泥赤泥混凝土的強(qiáng)度特別是抗折強(qiáng)度與普通水泥混凝土強(qiáng)度相當(dāng)。</p><p><b>　　從赤泥中回收金屬</b></p><p>　　我們知道，赤泥中含有很多可以利用

26、的物質(zhì)和元素，尤其是含有的金屬元素，如赤泥中可以回收二氧化鈦，可以回收鐵，所以金屬的回收對(duì)赤泥的利用意義重大。</p><p>　　。 印度有家鋁業(yè)公司的科學(xué)家利用本公司的拜耳法赤泥，進(jìn)行成分分析，其中赤泥含有15%---18%的二氧化鈦。他們采取如下措施對(duì)二氧化鈦進(jìn)行了回收試驗(yàn)。把定量的赤泥于兩倍的自來(lái)水混合攪拌，借助絮凝劑進(jìn)行沉降，之后將洗滌過(guò)的赤泥與鹽酸緩慢反應(yīng)，直至泥漿中和，在90到115℃

27、時(shí)調(diào)整pH值為4，再用絮凝劑沉降，千燥沉降的赤泥，繼續(xù)在加熱的條件下用濃鹽酸處理，經(jīng)反應(yīng)泥漿變?yōu)榛疑?，洗滌使泥漿與溶液分離，熱的濃硫酸使得二氧化鈦轉(zhuǎn)化為它的硫酸鹽，之后將所得含有硫酸欽的硫酸溶液進(jìn)行水解，得到白色的Ti02?H2O沉淀。使用此法可以容易的回收二氧化鈦，并且回收過(guò)程中所用的酸可以全部再循環(huán)，其后得到的廢渣亦可用于海綿鐵的生產(chǎn)。</p><p>　　另外，從赤泥中回收鐵的研究也很有所進(jìn)展。在金屬鐵的回

28、收方面，前蘇聯(lián)、日本、美國(guó)、德國(guó)等均做了大量的研究，雖然國(guó)外研究的時(shí)間都相對(duì)較早，多為七八十年代，但現(xiàn)在仍然在大量的實(shí)際應(yīng)用。而我國(guó)在赤泥中鐵回收的研究情況主要是平果鋁業(yè)公司和廣西冶金研究院聯(lián)合作了以平果鋁土礦拜耳法赤泥為原料，以煤為還原劑，進(jìn)行直接還原煉鐵的試驗(yàn)研究。鐵以海綿鐵的形態(tài)產(chǎn)出，鐵的回收率為87，海綿鐵含F(xiàn)e為84，金屬化率為91.5，可代替廢鋼作為煉鋼的原料。中南工業(yè)大學(xué)提出一條合理利用高鐵赤泥的新途徑。即由高鐵赤泥直接生

29、產(chǎn)制備海綿鐵。此外，贛州有色冶金研究所的管建紅采用脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)對(duì)于平果鋁廠的赤泥中鐵進(jìn)行了回收試驗(yàn)。</p><p>　　1.2.3工業(yè)催化劑的制備</p><p>　　西班牙的Fernando V Diez等人連續(xù)多年從事赤泥利用的研究工作，在工業(yè)催化劑的開(kāi)發(fā)方面進(jìn)行了兩方面的研究。</p><p><b>　　一、赤泥氫化催化劑</b>

30、</p><p>　　在早期的研究中，考慮到拜耳法赤泥含有較大量的氧化鐵和氧化欽，將赤泥直接硫化活化后，即可作為氫化催化劑。稍后的研究中，他們選擇了一種極為特殊的活化方法，將赤泥溶解于鹽酸和磷酸的混合溶液中，之后將該混合溶液煮沸，用氨水調(diào)節(jié)PH值至6，然后將所得沉淀經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥、鍛燒之后，再經(jīng)過(guò)硫化作用即可得到相應(yīng)的催化劑。在測(cè)定該催化劑的試驗(yàn)中，測(cè)試了其對(duì)于蔥油的氫化作用，并且與同類(lèi)催化劑進(jìn)行比較，其結(jié)果

31、表明該氫化催化劑有明顯較高的活化性能和較長(zhǎng)的活化周期。</p><p>　　二、赤泥作為四氯乙烯氫化脫氯作用的催化劑</p><p>　　從工業(yè)角度考慮，利用赤泥作為氫化脫氯作用的催化劑具有比普通商業(yè)催化劑更為明顯的經(jīng)濟(jì)效益.。氫化脫氯反應(yīng)是在連續(xù)床固定反應(yīng)器中進(jìn)行的，其中溫度、壓強(qiáng)、氫氣流速、催化劑是否硫化和是否存在液相均被考慮在內(nèi)。硫化赤泥作為一種氫化脫氯作用的催化劑，隨著壓強(qiáng)和溫度的

32、增加，四氯乙烯的轉(zhuǎn)化速率也隨之增加，液相存在并未影響反應(yīng)的進(jìn)行。動(dòng)力學(xué)反應(yīng)獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也很好的符合了Langmuirr--Hinselwood模型。從另一個(gè)角度講，此項(xiàng)研究對(duì)于 環(huán)境中氟氯烴類(lèi)物質(zhì)的去除有一定的作用。</p><p>　　1.2.4赤泥新型利用的研究探索---聚硅酸鐵的制備</p><p>　　無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)效益著眼，還是以上三種方法能否工業(yè)化生產(chǎn)，他們都有些瑕疵。尋找一種

33、赤泥新型利用的合理方法迫在眉睫，而水處理劑聚硅酸鐵的合成制備，不僅可以把赤泥中有效鐵元素合理利用，也是一類(lèi)新型復(fù)合型鐵系絮凝劑，是在聚硅酸和鐵鹽絮凝劑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的復(fù)合產(chǎn)物，他同時(shí)具有電中和及吸附架橋兩種絮凝機(jī)理。由于這類(lèi)絮凝劑相比聚合鋁具有無(wú)毒、絮體顆粒沉降速度快、除濁、除油脫色除藻效果好等優(yōu)點(diǎn)，因此受到了水處理界國(guó)內(nèi)外學(xué)者的極大關(guān)注，成為無(wú)機(jī)高分子絮凝劑研究的一個(gè)熱點(diǎn)。</p><p>　　不僅如此，目前

34、我國(guó)使用的凈水劑消耗量大，凈水能力弱，研究新型水處理劑是該領(lǐng)域破陳出新的重要方法。國(guó)內(nèi)工業(yè)上水、城市給水、污水處理需求絮凝劑達(dá)100萬(wàn)t/a，且在以20%的速度遞增，具有強(qiáng)大市場(chǎng)潛力。</p><p>　　在本實(shí)驗(yàn)研究合成過(guò)程中，探索了用工業(yè)廢酸和赤泥制備聚硅酸鐵絮凝劑的基本工藝，研究了最佳用量配比、溫度、浸出時(shí)間等各個(gè)工藝條件對(duì)聚硅酸鐵的水處理性能的影響，總結(jié)了制備聚硅酸鐵的最佳工藝條件，并對(duì)合成所得的樣品進(jìn)行

35、性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)。該工藝為赤泥的綜合利用和工業(yè)廢酸處理開(kāi)辟了一條新途徑。</p><p><b>　　2、實(shí)驗(yàn)過(guò)程</b></p><p><b>　　1、實(shí)驗(yàn)藥品</b></p><p>　　表2-1實(shí)驗(yàn)主要原料及其規(guī)格</p><p><b>　　2、實(shí)驗(yàn)儀器</b></

36、p><p>　　表2-2 主要儀器及其型號(hào)</p><p><b>　　2.3實(shí)驗(yàn)過(guò)程</b></p><p>　　2.3.1 硫酸鐵溶液的制備</p><p>　　在本實(shí)驗(yàn)前要做好如下三項(xiàng)準(zhǔn)備:1,組裝好蒸餾裝置；2，用電子天平準(zhǔn)確稱(chēng)量赤泥5克（取一定量通過(guò)篩選的赤泥）；3，用量筒量取硫酸20毫升，稀釋到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%

37、。 開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，先把赤泥加入到蒸餾瓶中，再加硫酸50毫升，開(kāi)始蒸餾2個(gè)小時(shí)，升溫通入氧氣并攪拌。要保證赤泥中的鐵完全浸出。 控制加熱套，防止溫度大于95度。</p><p>　　兩個(gè)小時(shí)后，把蒸餾瓶中的液體進(jìn)行抽濾。可以得到微黃色的硫酸鐵溶液。</p><p>　　2.3.2 活化硅酸的制

38、備</p><p>　　所謂硅酸的活化，就是將硅酸鹽加強(qiáng)酸使其還原成有活性的硅酸。</p><p>　　將24.4克硅酸鈉溶于400毫升的蒸餾水中，在攪拌的狀態(tài)下慢慢滴加硫酸，調(diào)節(jié)溶液的pH接近8，加速攪拌一定的時(shí)間，制備成為0.5mol/L的乳白色的活化硅酸溶液。</p><p>　　把第二步制備好的硫酸鐵溶液，在高速攪拌下，加入到活化硅酸的燒瓶中。全部混合放置一

39、定的時(shí)間進(jìn)行熟化備用。熟化時(shí)間要好好掌握，因?yàn)樵谶@幾次的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，聚硅酸鐵剛制備出來(lái)后就進(jìn)行污水處理并不能取得很好的效果，而當(dāng)我們把它放置一定的時(shí)間在處理污水時(shí)，取得的凈化效果將有很大程度的增強(qiáng)。這個(gè)放置的過(guò)程，我們稱(chēng)之為聚硅酸鐵的熟化。</p><p>　　2.3.3聚硅酸鐵絮凝性能的測(cè)試</p><p>　　第一、絮凝性能的測(cè)試：實(shí)驗(yàn)使用工廠污水進(jìn)行測(cè)試，取原水100ml藥劑投加量0

40、.05%,快速攪拌2min后靜置30min，取上清液測(cè)量懸浮物SS及PH值結(jié)果如下</p><p>　　由表中數(shù)據(jù)可以看出，實(shí)驗(yàn)制備的聚硅酸鐵的絮凝效果比一般處理劑和其他無(wú)機(jī)高分子更好，而且具有反應(yīng)速度快、除濁效果好，絮體致密的特點(diǎn)。</p><p>　　第二、聚硅酸鐵添加量對(duì)聚硅酸絮凝效果的影響:</p><p>　　由以上表中數(shù)據(jù)可以看出，隨著添加量的增大，絮凝

41、效果的變化也很大。開(kāi)始時(shí)，隨著絮凝劑加入量的增加，絮凝率也是呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，當(dāng)絮凝率達(dá)到最高值后，隨著絮凝劑的增加，絮凝率為下降趨勢(shì)。絮凝率在添加量為6ml時(shí)達(dá)到最高值為54.7%。</p><p>　　第三、沉降時(shí)間對(duì)硅酸鐵絮凝效果的影響</p><p>　　由表中數(shù)據(jù)可以看出，該絮凝效果與沉降時(shí)間有一定聯(lián)系。沉降的時(shí)間越長(zhǎng)絮凝效果就較好。而當(dāng)沉降時(shí)間在20分種以上時(shí)，沉降時(shí)間對(duì)絮凝效果

42、的影響就越來(lái)越小了。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，我們可以觀察到，沉降時(shí)間為5分鐘時(shí)，主要是大塊絮體沉降；從5分到10分鐘這段時(shí)間，主要是較大的絮體沉降；10分鐘以后，較細(xì)的絮體也開(kāi)始慢慢沉降，到20分鐘以后，可見(jiàn)絮體基本已經(jīng)沉降完畢，絮凝效果受沉降時(shí)間的影響越來(lái)越小。</p><p>　　另外，在絮凝劑聚硅酸鐵的性能測(cè)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)還有其他的很多因素影響聚硅酸鐵的處理性能。如硅酸活化時(shí)間，可以很明顯的觀察到隨著硅酸的活化時(shí)間

43、的增加，絮凝效果越好?；罨瘯r(shí)間為30到40分鐘時(shí)，處理劑聚硅酸鐵絮凝效果最佳。</p><p><b>　　3結(jié)果與討論</b></p><p>　　3.1聚硅酸鐵工藝條件的探索</p><p>　　在資源日益嚴(yán)峻的情況下，本實(shí)驗(yàn)試圖為赤泥的新型利用探索一條新道路。在合成利用赤泥的方案之處，利用優(yōu)良硫酸作為浸出赤泥中鐵的溶劑，當(dāng)最終的目的是尋找

44、和探索利用工業(yè)廢酸來(lái)把赤泥中的鐵溶解出來(lái)。</p><p>　　在試驗(yàn)條件下，改變硫酸的濃度，對(duì)赤泥中鐵的溶出率是有很大影響的。硫酸濃度越高，鐵的溶出率越大，當(dāng)硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)35%時(shí)鐵溶出率增幅減小。綜合考慮，本實(shí)驗(yàn)最終選擇的硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%。另外，反應(yīng)溫度對(duì)溶出率的影響也很明顯。酸溶出反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，而隨后的水解反應(yīng)時(shí)放熱反應(yīng)，因而反應(yīng)溫度是影響產(chǎn)物聚硅酸鐵性能的重要指標(biāo)。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)的多次探索，當(dāng)溫度超

45、過(guò)95度時(shí)，鐵的溶出率增加幅度不大，而硫酸蒸發(fā)損失嚴(yán)重，增加操作成本，而溫度太低，反應(yīng)進(jìn)行緩慢，綜合考慮，本實(shí)驗(yàn)工藝反應(yīng)溫度為95度。</p><p>　　在本實(shí)驗(yàn)最終探索出，以氧化鋁廠赤泥為原料，在常壓通氧的條件下，用工業(yè)廢水浸取，制備無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的工藝過(guò)程，其浸取過(guò)程適宜的具體工藝條件為:工業(yè)廢酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%，酸浸溫度90度，浸取時(shí)間為2小時(shí)。</p><p>　　在本實(shí)驗(yàn)中混

46、凝效果好，時(shí)處理工業(yè)廢水的一種新型有效途徑。而且以氧化鋁廠赤泥為原料，按上述方法制備工藝簡(jiǎn)單、投入資金少、成本低，可以有效地綜合利用赤泥，達(dá)到以廢治廢的目的，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。</p><p>　　3.2赤泥利用存在的問(wèn)題</p><p>　　但是要達(dá)到赤泥的綜合資源化利用，我們要充分認(rèn)識(shí)到赤泥綜合利用的重要性和緊迫性，以及赤泥在工業(yè)化利用過(guò)程中存在的問(wèn)題：</p>

47、<p>　　第一、缺乏大量消納赤泥和具有產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵技術(shù)。赤泥具有堿性強(qiáng)、比表面積大、各種組分互相包裹、嵌布等特征，使其綜合利用難以借鑒其他領(lǐng)域一些成熟的工藝、技術(shù)和設(shè)備，在我國(guó)尚未形成高效利用和適于大規(guī)模推廣的技術(shù)支撐體系。</p><p>　　二是缺乏相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品市場(chǎng)認(rèn)可度低。當(dāng)前，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出的部分赤泥綜合利用產(chǎn)品，由于缺少?lài)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的支撐，如赤泥作建筑材料，只有參照其他同類(lèi)產(chǎn)品標(biāo)

48、準(zhǔn)，市場(chǎng)認(rèn)可度低，造成產(chǎn)品應(yīng)用受到限制，難以大規(guī)模推廣。</p><p>　　三是缺乏針對(duì)性的扶持政策。在我國(guó)現(xiàn)行財(cái)稅優(yōu)惠政策中，未充分考慮赤泥強(qiáng)堿性造成綜合利用難度遠(yuǎn)大于其他工業(yè)廢渣的特殊性，缺乏有針對(duì)性的扶持政策，企業(yè)利用赤泥的積極性不高。</p><p>　　四是對(duì)赤泥的綜合利用重視程度有待提高。赤泥綜合利用是氧化鋁企業(yè)的非主營(yíng)業(yè)務(wù)，處于產(chǎn)業(yè)的末端，經(jīng)濟(jì)效益差，多數(shù)企業(yè)采取一堆了之的

49、處置方式。赤泥堆存的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患具有長(zhǎng)期性和隱蔽性，導(dǎo)致企業(yè)和相關(guān)部門(mén)的重視程度不夠。</p><p>　　但是開(kāi)展赤泥綜合利用，是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的重要體現(xiàn)，是解決赤泥堆存造成環(huán)境污染和安全隱患的治本之策，所以我們一定要在傳統(tǒng)赤泥利用方法的基礎(chǔ)上，大膽革新，努力開(kāi)拓新型利用方法。</p><p><b>　　結(jié)

50、束語(yǔ) </b></p><p>　　在當(dāng)前資源與環(huán)境日益嚴(yán)峻的形式下，本課題的研究極為必要。無(wú)論是從當(dāng)前赤泥的利用角度，還是未來(lái)綜合利用發(fā)展的需求來(lái)看，我們都要重視廢物利用這一重要課題。但是僅僅是從科研層面入手還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，加強(qiáng)政策引導(dǎo)和資金支持更是重中之重。建立和完善赤泥綜合利用的扶持政策，加大中央財(cái)政資金支持力度，選擇一批赤泥綜合利用示范項(xiàng)目和推廣項(xiàng)目給予中央財(cái)政清潔生產(chǎn)專(zhuān)項(xiàng)資金支持;把赤泥綜合利用

51、納入國(guó)家技術(shù)改造專(zhuān)項(xiàng)資金支持重點(diǎn)，加大技術(shù)改造資金支持力度。繼續(xù)實(shí)施赤泥綜合利用產(chǎn)品稅收優(yōu)惠政策。鼓勵(lì)采購(gòu)使用一定比例赤泥原料制成的產(chǎn)品。我相信當(dāng)政府和企業(yè)投入大量的精力和財(cái)力的時(shí)候，當(dāng)節(jié)能環(huán)保的觀念深入人心的時(shí)候，以赤泥為代表的廢料一定能夠得到解決。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 王海峰 毛小浩 工業(yè)廢酸與高鐵赤泥制備聚合氯

52、化鋁鐵，2006.6.28</p><p>　　2 韓秀山 聚合氯化鋁的生產(chǎn)及市場(chǎng) 四川化工與腐蝕控制，2002.5（4）：36</p><p>　　3 田寶針 張?jiān)?鋁鐵共聚復(fù)合絮凝劑的研制及應(yīng)用，工業(yè)水處理，18（1)</p><p>　　4 申倩 聚硅酸鐵絮凝劑的制備及其應(yīng)用研究 2005.8.23</p><p>　　5 羅道成 劉俊

53、峰 鋁廠赤泥制備無(wú)機(jī)高分子絮凝劑聚硅酸鐵及應(yīng)用 2005.6</p><p>　　6 龐世花 張西興 氧化鋁廠赤泥生產(chǎn)聚合氯化鋁鐵絮凝劑，2008.3.12</p><p>　　7 姜怡嬌，寧平 氧化鋁廠赤泥利用現(xiàn)狀，環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2003,26</p><p>　　8 羅道成 劉俊峰，氧化鋁廠赤泥綜合利用的新工藝，中國(guó)礦業(yè)，2002.11</p>

54、<p>　　9 胡翔，周定，聚硅酸系列混凝劑混凝過(guò)程的動(dòng)力學(xué)，水處理技術(shù)，1999,25</p><p>　　10夏暢斌，黃念東，高效聚硅酸鐵絮凝劑，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，2001.33（2）36</p><p>　　11奚旦日 孫裕生，環(huán)境監(jiān)測(cè)，北京：高等教育出版社</p><p>　　12 陳安國(guó)，劣質(zhì)鐵尾礦制備聚硅酸鐵鋁混凝劑，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)</p>

55、<p>　　13 Higuchi M, Katayama K, Azuma Y. Synthesis of LiFePO4 cathode material by microwave processing [J]. J Power Sources, 2003, 119-121(1)：258-262.</p><p>　　14 Takahashi M, Tohishima S, Takei K. Rea

56、ction behavior of LiFePO4 as a cathode material for rechargeable lithium batteries[J]. Solid State Ionics, 2002, 148(3-4): 283-289.</p><p>　　15 Y.J.Zhu, Y.T.Qian, M.W.Zhang. Preparation and characterization

57、of nanocrystalline powders of cuprous oxide by usingγ - radiation [J].1Mater.Res.Bull, 1994, 29(4) : 377 – 383</p><p>　　16K11lkis A．Lenest J F．Cheradame H，ct al Macrmol Chem．，1982，183：2835</p><p&g

58、t;<b>　　致 謝</b></p><p>　　本論文是在陶緒泉教授的悉心關(guān)懷和認(rèn)真指導(dǎo)下完成的。實(shí)驗(yàn)期間，陶老師不僅教會(huì)了如何利用圖書(shū)館和網(wǎng)絡(luò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，而且他那活躍的學(xué)術(shù)思想，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度，兢兢業(yè)業(yè)的工作作風(fēng)和誨人不倦的師者風(fēng)范讓我在學(xué)習(xí)和生活上飽受啟迪和教誨。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中我遇到了很多問(wèn)題，但是在陶老師的鼓勵(lì)和幫助下，這些問(wèn)題不僅得到了解決，而且我的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岣吡撕芏唷Ｔ?/p>