印尼油砂尾砂资源化利用研究

作     者：朱光恒伟 

作者单位：武汉科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：欧阳曙光

授予年度：2017年

学科分类：081902[工学-矿物加工工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

主      题：印尼油砂尾砂 二水石膏 α半水石膏 水玻璃 

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Si O2合成相应的α半水石膏与水玻璃（Na2Si O3）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（Na OH:Si O2）4:3,此时的Si O2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Si O2原料最利于实验,主要成分以Hexagonal和Tetrahedral两种Si O2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Si O2晶体结构,降低了反应需要的活化能,利于Si O2与碱在高温状况下的反应,将Si O2反应率从30%左右提高到60%～70%。