石煤尾矿制备白炭黑的研究

1本科生毕业论文开题报告书题目名称石煤尾矿制备白炭黑的研究学生姓名刘建飞学号20114064021学院化学化工学院专业年级11化工指导教师石爱华职称讲师填写时间2014年11月2吉首大学本科生毕业论文开题报告1立题依据粉煤灰是一种排量很大的固体废弃物，并且产量集中，火力电厂中每消耗一顿的煤，将会产生280kg的粉煤灰。随着用电量的不断增加，电力事业发展迅速，粉煤灰的排放量也一直增加。粉煤灰不但占用了大量土地，对人们的生活及生态环境也造成了很大污染，对人身体的健康造成了很大危害。将粉煤灰当做废弃物进行处理，消耗了大量人力和物力，但是如果将粉煤灰当做一种可利用的资源，将会为社会创造巨大的经济效益。目前，对粉煤灰的利用主要分为粗利用和精利用。在筑路、建工、建材、大坝、回填等方面的应用，属于粉煤灰的粗利用。粉煤灰中二氧化硅、氧化铝及铁的氧化物含量在70%以上的，此外粉煤灰中还含有镓、钛、锗等稀有金属元素，若能将这些利用价值较高的元素及化合物提取，则既能够实现废弃物的回收利用，又可以节省各种矿物资源。因此，对粉煤灰进行深入研究利用，是关系到环境保护和经济建设的重大课题。粉煤灰的精细化利用具有巨大的社会、环境和经济效益。在今后很长的一段时间里，特别是发展中国家，燃煤发电仍会占据很大地位。我国耕地面积、淡水和矿产资源的人均占有量很低，但是目前我国的粉煤灰排放量却是最大的，并且环境保护建设的要求不断提高，对粉煤灰的综合利用必须更加重视，加强粉煤灰结构、性质、特点的研究，将粉煤灰的研究系统化，从无序中找到有序规律，为粉煤灰的污染防治及开发利用提供更好的科学依据。将粉煤灰应用于建筑方面，提取其中的有用物质SiO2、Al2O3、铁、钛及镓等，既要扩大粉煤灰利用面，增加其利用量，又要努力使其利用率最大化，尽可能减少粉煤灰堆存占用的土地面积，实现粉煤灰资源二次利用的目的，达到保护环境的要求，这样可以变废为宝、化害为利，是造福后人的大事。从粉煤灰中提取SiO2，制备出白炭黑粉末主要应用于硅橡胶的行业中做增强填料，另外，还可用做涂料、油漆的添加剂。制备出的高纯SiO2作为一种基础的工业原料，可广泛应用于光电子、微电子、高级陶瓷、医药等领域。另外在提取SiO2的过程中，粉煤灰活性得到提高，对于粉煤灰中其它元素和化合物的利用也是有利的。2研究的主要内容本实验主要在石煤尾矿中加入碳酸钠在不同温度下焙烧，测定不同温度下焙烧制取白炭黑的量。取含量较高的温度，改变碳酸钠焙烧的比例，测定碳酸钠比重对制取白炭黑的影响。33研究方案3.1技术路线3.2实验材料与仪器材料：石煤尾矿，氢氧化钠（分析纯，湖南汇虹试剂有限公司）；盐酸（分析纯，湖南省株洲开发区石英化玻有限责任公司）；聚环氧乙烷、无水碳酸钠、氢氟酸（分析纯，湖南邵阳市万华化工有限公司）仪器：马沸炉（长沙精细化工实业有限公司）；电热恒温水浴锅（LSY，北京医疗设备厂）；电子天平（FA2104型，上海民桥精密科学仪器有限公司）；电热干燥箱（FN202-24型，武汉市无线电元件厂）；循环水式多用真空泵（SHB-Ш,郑州长城科工贸有限公司）。3.3实验方法3.3.1石煤尾矿的打磨与干燥石煤尾矿打磨矿粉干燥测定制取白炭黑的最适碳酸钠比测定制取白炭黑的最适焙烧温度43.3.2焙烧温度对二氧化硅侵出率的影响称取10g粉煤矿、10g碳酸钠置于铂干锅中，搅拌使之混合均匀。制备5份，分别在650℃、750℃、850℃、950℃、1050℃焙烧2小时。4mol/L氢氧化钠溶液，控制固液比1∶4，在90℃下搅拌反应4h，滤液用HCl酸化至pH=8~9，经沉淀、过滤、水洗和干燥后得白炭黑产品，计算二氧化硅浸出率。3.3.3碳酸钠焙烧的混合比重对二氧化硅侵出率的影响称取10g粉煤矿4份，分别加入4g、6g、8g、12g、14g碳酸钠，使之混合均匀，置于3.3.2中最佳温度下焙烧2小时。4mol/L氢氧化钠溶液，控制固液比1∶4，在90℃下搅拌反应4h，滤液用HCl酸化至pH=8~9，经沉淀、过滤、水洗和干燥后得白炭黑产品，计算二氧化硅浸出率。4论文进度安排第一阶段：2014年11月30日-2014年12月7日，测出焙烧温度对二氧化硅侵出率的影响；第二阶段：2014年12月8日-2014年12月15日，碳酸钠焙烧的混合比重对二氧化硅侵出率的影响；第三阶段：2014年12月15日-2014年12月20日，对本项研究进行讨论、分析、评估、整理、撰写论文。参考文献[1]雷纯，颜文斌，华骏等．石煤尾矿制备白炭黑的研究[J]．广东化工，2013，40(1)：1-5[2]荆富；伊茂森；张忠温；饶拴民．粉煤灰提取白炭黑和氧化铝的研究[J]．中国工程科学，2012，2：3-5[3]徐传达，方莹，李镇，吉涛.从粉煤灰中提取SiO2研究进展[J]，化工新型材料，2013，41（3）：4-5[4]哈丽丹，卢晓泉．沉淀法制取白炭黑[J]．牙膏工业，2004(4)：23-25[5]张国范，闫继武，刘琨，冯其明，欧乐明，卢毅屏.石煤烧渣中硅、钒的高效分步提取[J]，煤炭学报，2013(4)：2-4[6]王佳东,翟玉春,申晓毅.碱溶法提取粉煤灰中的氧化硅[J].轻金属.2008(12)5指导教师意见指导教师签名：年月日开题小组意见负责人及成员签名：答辩时间：年月日注：1.选题类型：基础型、应用型、应用基础型、调研型；2.课题来源：国家级项目、省部级项目、横向合作项目、校级项目、自选项目；