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铝灰渣与废盐酸制备聚合氯化铝的试验研究

功能材料 2020年第1期51卷 1207-1213页

作者：杜凯峰吕帅帅倪红军汪兴兴陈林飞李志扬南通大学机械工程学院江苏南通226019 南通大学工程训练中心江苏南通226019

以铝灰渣和废盐酸为原料,通过酸溶法制备聚合氯化铝,考察了原料配比、反应温度、反应时间、熟化温度、熟化时间等因素对聚合氯化铝性能的影响,并对最佳工艺参数条件下制备的聚合氯化铝进行红外光谱分析。结果表明,铝灰渣和废盐酸制备聚... 详细信息

以铝灰渣和废盐酸为原料,通过酸溶法制备聚合氯化铝,考察了原料配比、反应温度、反应时间、熟化温度、熟化时间等因素对聚合氯化铝性能的影响,并对最佳工艺参数条件下制备的聚合氯化铝进行红外光谱分析。结果表明,铝灰渣和废盐酸制备聚合氯化铝的最佳工艺参数为:原料配比为m∶V1∶V2=20∶55∶80,反应温度为85℃,反应时间为3.5 h,熟化温度为80℃,熟化时间为42 h;在此条件下,制备的聚合氯化铝中氧化铝质量分数为8.15%,盐基度为35.6%;红外光谱分析表明合成的聚合氯化铝中存在聚合态铝和羟基结构。

关键词：铝灰渣废盐酸聚合氯化铝工艺参数红外光谱分析

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铝灰渣中回收氧化铝的研究现状和进展

轻金属 2017年第2期 29-33页

作者：马英杜建伟项赟温勇环境保护部华南环境科学研究所广东广州510655 广州华科环保工程有限公司广东广州510655

铝灰渣是铝生产、消费和再利用过程中产生的工业固废,其中有价资源的回收对促进铝工业持续、绿色、稳定地发展具有重要意义。本文总结了铝灰渣的来源、成分、环境危害以及处理处置现状,重点综述分析了铝灰渣中回收氧化铝的技术研究,以... 详细信息

铝灰渣是铝生产、消费和再利用过程中产生的工业固废,其中有价资源的回收对促进铝工业持续、绿色、稳定地发展具有重要意义。本文总结了铝灰渣的来源、成分、环境危害以及处理处置现状,重点综述分析了铝灰渣中回收氧化铝的技术研究,以及氧化铝回收技术的应用前景,以期推动所述技术的大规模工业化生产。

关键词：铝灰渣氧化铝回收利用

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铝灰渣制备水滑石及其吸附性能研究

铝灰渣制备水滑石及其吸附性能研究

作者：麦汝锋广东工业大学

学位级别：硕士

在铝工业中,铝灰渣为不可避免的副产物,由于其复杂多样的成分,不符合将重新投入铝材生产的达标,但是将其随处堆放或掩埋,则会污染环境和影响人类健康,并会造成铝资源的浪费。铝灰渣作为固体废弃物,其中含有丰富的铝资源,因此如何将铝灰... 详细信息

在铝工业中,铝灰渣为不可避免的副产物,由于其复杂多样的成分,不符合将重新投入铝材生产的达标,但是将其随处堆放或掩埋,则会污染环境和影响人类健康,并会造成铝资源的浪费。铝灰渣作为固体废弃物,其中含有丰富的铝资源,因此如何将铝灰渣进行综合利用,产生具有价值的产品,这将具有非常重要的现实意义。本文拟以铝灰渣为原料合成锌铝水滑石。首先对来自不同铝型材厂的铝灰渣进行X荧光射线元素分析,得出铝灰渣中铝元素含量在28%～52%,以及使用X射线衍射分析其物相,分析得出铝的主要存在形式为铝单质、氧化铝、氮化铝和镁铝尖晶石等。通过扫描电镜观察到铝灰渣的形貌团聚严重的块状形貌。然后对铝灰渣使用盐酸和氢氧化钠两种提取剂进行提取,通过X射线衍射对比提取前后发现含铝相关的物相基本消失,说明大部分铝已经被提取。并使用ICP测量两种提取液铝的含量,使用氢氧化钠提取液时,铝含量为14.03g/L;使用盐酸提取液时,铝含量为13.82g/L,与使用氢氧化钠提取剂比较,存在更多种类及含量的杂质。由于提取液中,含有多种非Al金属离子,通过选取二价镁离子(Mg)和三价铁离子(Fe)验证铝灰渣中的杂质离子对合成锌铝水滑石的影响,得出以下结论:Mg和Fe加入对XRD图谱峰的相对强度有一定的影响,随着加入量的增大,相对强度略有下降。根据结构参数算出Mg和Fe对于晶面间距和晶胞参数的影响较小,而对于a轴和c轴方向的晶粒尺寸影响较大,随着杂质离子的增多,呈下降的趋势,而这两种下降趋势在使用碱性提取液合成和酸性提取液合成的锌铝水滑石中也得到体现。另外从SEM图中得出Mg和Fe加入以及使用碱性和酸性提取液合成的锌铝水滑石形貌影响较小。根据上述实验得出,使用铝灰渣合成锌铝水滑石影响较小情况下,探究其反应温度和反应时间对水滑石的影响得出结论为随着合成时间的延长,XRD结果显示峰相对强度增加,特别是对003晶面的峰增加显著,晶粒尺寸也随着增大。随着合成温度的增高,XRD结果显示衍射峰强度下降,并且在150℃时样品开始出现杂峰,170℃时已经不存在水滑石的特征峰。另外结果显示使用碱提取液合成的锌铝水滑石结晶度更好,原因是由于碱提取液中含杂质金属离子较少。使用不同条件下合成的水滑石对F的吸附量表现差异,合成温度对吸附量的影响显著;在使用碱提取液合成的锌铝水滑石反应时间为6h,反应温度为130℃时的吸附量最大,为18.3mg/g。并根据行业标准HG/T 5549—2019对所合成的锌铝水滑石进行检测,测定结果其符合一等品的要求。最后探究其对氟离子的吸附行为。结果显示在20h时达到吸附平衡,LDHs(OH)的吸附容量为19.35mg/g,LDHs(H)吸附容量为19.09mg/g;使用准一级附动力学和准二级动力学拟合,得到拟合结果显示更符合准二级动力学,表明控制吸附效率的机制为化学吸附;采用Langmuir等温线及Freundlich吸附等温方程模型对吸附数据进行拟合,拟合结果显示更符合Langmiur等温吸附;另外吸附温度能提升LDHs(OH)和LDHs(H)对氟离子的吸附容量,但提升效果不显著。

关键词：铝灰渣锌铝水滑石吸附

铝灰渣中氮化铝在焙烧与水解过程中转化的研究

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铝灰渣中氮化铝在焙烧与水解过程中转化的研究

作者：唐铃虹东北大学

学位级别：硕士

铝灰是一种具有回收利用价值的铝资源,在提倡循环经济的时代越来越引起人们的重视,但是在回收利用过程中氮化铝是一个无法回避的问题。氮化铝在湿法水解时会生成氨气,造成产品和环境的污染;在火法焙烧时会生成含氮氧化合物恶化操作环境... 详细信息

铝灰是一种具有回收利用价值的铝资源,在提倡循环经济的时代越来越引起人们的重视,但是在回收利用过程中氮化铝是一个无法回避的问题。氮化铝在湿法水解时会生成氨气,造成产品和环境的污染;在火法焙烧时会生成含氮氧化合物恶化操作环境。本论文主要研究铝灰中氮化铝在湿法水解和火法焙烧中的转化行为,为铝灰的回收利用提供理论基础依据。（1）在水解实验中研究了不同水解体系、液固比、时间、温度、浓度对氮化铝水解的影响。实验结果表明在蒸馏水中水解时,脱氮率最高为38.12%;在碳酸钠溶液中水解时,铝灰的脱氮率可达到85.12%;在氢氧化钠溶液中水解时,脱氮率最高。5%的NaOH在沸腾温度条件下4 h脱氮率可达到99.76%。（2）在焙烧实验中,研究了不同的焙烧方式、时间对脱氮率的影响。并据此建立动力学模型。实验结果表明,在马弗炉中焙烧物料,700℃条件下最高脱氮率只有22.18%。在回转窑焙烧实验中发现,温度对脱氮率影响最大,1100℃、5 h脱氮率最高为80.64%。氧化剂的加入可以明显提高脱氮效果,在马弗炉中700℃焙烧5 h的条件下,铝灰渣脱氮率达到90.24%。

关键词：铝灰渣氮化铝水解焙烧

铝灰渣性质及其中的AlN在焙烧和水解过程中的行为研究

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铝灰渣性质及其中的AlN在焙烧和水解过程中的行为研究

作者：刘吉东北大学

学位级别：硕士

铝灰渣是熔炼铝材过程中产生的溶渣和浮皮,我国部分有色金属加工企业每年产出相当可观的铝灰化工尾料(其中每生产1000t铝,产生25t左右的铝灰渣)堆积在厂区,不仅造成资源的浪费,同时其中的大量有害成分也造成了环境的污染。因此,加强对... 详细信息

铝灰渣是熔炼铝材过程中产生的溶渣和浮皮,我国部分有色金属加工企业每年产出相当可观的铝灰化工尾料(其中每生产1000t铝,产生25t左右的铝灰渣)堆积在厂区,不仅造成资源的浪费,同时其中的大量有害成分也造成了环境的污染。因此,加强对铝灰渣的综合利用已势在必行。国内外众多的学者和企业科技人员都在致力于铝灰渣回收利用方面的研究,通过不懈的努力,在铝灰渣利用方面取得了很多的成绩。但是,对于铝灰渣的一些成分的性质的研究却相对较少。通过物相分析发现,铝灰渣中含有大量的Al2O3和AlN,因此,本文在对铝灰渣进行化学分析确定其中主要组成部分的基础上,对铝灰渣的一些基本物理化学性质如密度、安息角、粒度等进行了测定。铝灰渣中含有大量的铝元素,而这部分铝又大多以Al2O3形式存在,因此,作者对铝灰渣在冰晶石熔体中的溶解情况进行了实验,测定了其中Al2O3在冰晶石熔体中的溶解性。通过高温过程,对铝灰渣的焙烧特性进行了研究,并重点考察了其中主要物相在高温焙烧过程中的含量变化及发生的化学反应,得出主要物相在高温过程中的反应行为。AlN是铝灰渣中重要的组成部分,在本文中特别针对AlN进行了湿法处理。通过实验发现,铝灰渣中的AlN能够与水发生水解反应,并生成新的物相。在这一过程中,得出水解反应受时间和温度影响的规律。在温度较低时AlN的水解反应较慢,但随着温度升高,水解速度不断加快。

关键词：铝灰渣 AlN 水解焙烧

焦硫酸钾碱熔在EDTA滴定法测定铝灰渣中铝中的应用

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冶金分析 2022年第5期42卷 55-60页

作者：黄葡英唐清李雨广东省科学院工业分析检测中心

近年来随着铝资源的逐渐紧缺，加紧对铝灰渣中铝资源的回收利用变得日益重要，所以准确测定铝灰渣中铝含量十分重要。由于铝灰渣中铝的存在形态多样而导致样品难以熔解，而且铝灰渣中氟含量高，目前已报道的采用氢氧化钾和氢氧化钠熔解... 详细信息

近年来随着铝资源的逐渐紧缺，加紧对铝灰渣中铝资源的回收利用变得日益重要，所以准确测定铝灰渣中铝含量十分重要。由于铝灰渣中铝的存在形态多样而导致样品难以熔解，而且铝灰渣中氟含量高，目前已报道的采用氢氧化钾和氢氧化钠熔解样品后使用EDTA滴定法测定铝时，结果容易偏低。将铝灰渣样品置于铂坩埚中，加入8 g焦硫酸钾试剂，于725℃±25℃的马弗炉中保温熔融20～25 min至样品熔融完全。由于焦硫酸钾高温熔融样品时冒硫酸烟，从而可以完全驱除样品中F。再将样品溶解后加入EDTA,用锌标准滴定溶液滴定过量的EDTA,然后用F置换出与铝络合的EDTA,再用锌标准滴定溶液滴定置换出的EDTA,从而得出铝含量。按照实验方法测定两个铝灰渣样品中铝，测定结果的相对标准偏差（RSD,n=9）分别是0.16%和0.34%,加标回收率为98.7%～101%。实验有效解决了铝灰渣样品难以熔解和高含量氟的干扰使得EDTA滴定法测定铝含量时测定结果偏低的问题，适用于成分复杂且铝和氟含量均高的铝灰渣中铝含量测定。

关键词：焦硫酸钾碱熔铝灰渣铝 EDTA滴定法氟

纳氏试剂分光光度法测定铝灰渣浸出液中的氨氮含量

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中国无机分析化学 2022年第6期12卷 82-88页

作者：吕长宽曾志平施意华唐碧玉张征莲中国有色桂林矿产地质研究院有限公司广西桂林541004

随着水土资源环境日益恶化,监测氨氮量对水土的污染程度也备受关注。为了准确测定铝灰渣浸出液中的氨氮量,建立了纳氏试剂分光光度法测定铝灰渣浸出液中的氨氮含量的方法。通过对振荡方法、振荡时间、固液比、试液过滤方式、纳氏试剂加... 详细信息

随着水土资源环境日益恶化,监测氨氮量对水土的污染程度也备受关注。为了准确测定铝灰渣浸出液中的氨氮量,建立了纳氏试剂分光光度法测定铝灰渣浸出液中的氨氮含量的方法。通过对振荡方法、振荡时间、固液比、试液过滤方式、纳氏试剂加入量以及测定干扰因素的研究,确定了以翻转振荡为前处理方式,最佳振荡时间为14 h,固液比为1∶10,最佳纳氏试剂加入量为1.0 mL,通过改善过滤方式降低空白值的方法。由实验结果可知,F-对氨氮量的测定不产生干扰;对于浸出液中Cl-、Al^(3+)和Ca^(2+)浓度高的样品,可通过移取稀释液2.00 mL,加入1.0 mL酒石酸钾钠溶液(500 g/L),即可消除其干扰。运用纳氏试剂分光光度法测定铝灰渣浸出液中的氨氮量,得到氨氮标准曲线线性相关系数为0.9998,方法检出限为0.39 mg/L,相对标准偏差(RSD,n=6)铝灰、铝渣等固体废物浸出液中氨氮量的测定。

关键词：固体废物翻转振荡纳氏试剂铝灰渣氨氮量

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再生铝过程铝灰渣提取冶金级氧化铝研究

轻金属 2019年第6期 25-29页

作者：田林赵加平杜建伟谢刚谢天鉴彭学斌昆明冶金研究院共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室云南昆明650031 云南文山铝业有限公司云南文山663099 环境保护部华南环境科学研究所广东广州510655

本文以再生铝冶炼过程产生的二次铝灰渣为原料,经加碱焙烧、水解浸出、液固分离等工艺,综合回收利用铝灰渣.通过单因素试验考察了碱量、焙烧温度、焙烧时间、液固比、浸出温度等因素对铝灰渣中铝浸出率的影响.结果表明,铝灰渣与碳酸钠... 详细信息

本文以再生铝冶炼过程产生的二次铝灰渣为原料,经加碱焙烧、水解浸出、液固分离等工艺,综合回收利用铝灰渣.通过单因素试验考察了碱量、焙烧温度、焙烧时间、液固比、浸出温度等因素对铝灰渣中铝浸出率的影响.结果表明,铝灰渣与碳酸钠质量比为1:1.4,焙烧温度1000℃,焙烧时间2 h,焙烧熟料在液固比为4:1,浸出温度60℃,浸出时间60 min条件下,铝灰渣中铝的浸出率达到85.54%,加碱焙烧后铝灰渣产出的浸出渣为第Ⅱ类一般固体废弃物,实现了铝灰渣的资源化和无害化利用.

关键词：铝灰渣再生铝资源化无害化回收

基于正交实验及非线性回归分析的铝灰渣水解研究

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有色金属工程 2019年第10期9卷 52-56页

作者：吕帅帅倪威倪红军汪兴兴南通大学机械工程学院

采用L9(34)正交实验设计法研究了铝灰渣水解过程时间、温度、转速等因素对铝灰渣中AlN含量的影响,确定了水解参数的主次关系依次为时间、温度、转速。进一步优化了铝灰渣水解工艺,确定了时间、温度、转速的最佳条件值分别为20h、100℃、... 详细信息

采用L9(34)正交实验设计法研究了铝灰渣水解过程时间、温度、转速等因素对铝灰渣中AlN含量的影响,确定了水解参数的主次关系依次为时间、温度、转速。进一步优化了铝灰渣水解工艺,确定了时间、温度、转速的最佳条件值分别为20h、100℃、300r/min。采用非线性回归分析对水解参数进行了深入分析,得出了铝灰渣中AlN含量与各水解参数的非线性关系。实验值与理论值对比结果表明,相对误差值基本可以控制在±9.65%以内,研究结果可为铝灰渣水解过程中AlN含量的预测与控制提供一定参考。

关键词：铝灰渣 AlN 水解工艺参数回归分析