论文部分内容阅读
赤泥是氧化铝生产过程中产生的一种废渣,以其大的产出率和较高的碱性度对生态环境造成极大的影响,随着经济的发展以及人们对环境的保护日益重视,如何有效地解决大量堆存的赤泥成为氧化铝行业的研究热点和难点。以来自山东铝厂的拜耳法和烧结法赤泥为原料,分别进行了成分分析实验,烟气脱硫实验,吸收动力学实验以及工业应用经济分析等四个部分。主要研究内容如下：(1)对山东铝厂的拜耳法和烧结法赤泥进行赤泥成分分析实验,采用络合滴定手段,分别对赤泥中的SiO2、A12O3@Fe2O3、CaO、MgO等金属氧化物进行了定量分析；采用ICP手段对赤泥浸出液的成分进行了定性定量分析,主要含有Al、Fe、Ca、Mg、Na等金属元素,这些游离的阳离子又是后续脱硫实验过程中的有效成分。通过SEM和XRD表征手段对赤泥浸出液中的细小颗粒物进行表征,表明其主要成分为解石(CaCO3)、水化石榴石(CaO·Al2O3·SiO2·2H2O)、硅铝酸钙(CaO·Al2O3·2SiO2)、赤铁矿(Fe2O3),通过脱硫反应前后的分析发现这些物质同样是脱硫过程的有效成分。(2)利用赤泥浸出液进行烟气脱硫实验,脱硫效率可达99.9%；通过分析不同液气比与液固比的实验,得出最佳脱硫工况条件是：常温下L/S=12-16,L/G=10：1-15：1。通过对赤泥浸出液脱硫过程进行分析,为保证脱硫效率在90%以上,应该控制脱硫液的pH≈6以确保脱硫液中含有足够的脱硫因子,应该在此时添加新鲜的赤泥浸出液；与NaOH容液以及纯水的对照实验,足以体现赤泥浸出液脱硫成分的优势。同时赤泥浸出液脱硫工艺的投入使用,将会解决多年来传统脱硫工艺对管道以及设备的结垢和堵塞现象。(3)赤泥浸出液组分的复杂性决定了其脱硫反应过程的多样性,采用鼓泡法实验,认为脱硫动力学其反应过程主要以气液两相反应为主,固体颗粒吸收吸附为辅,传质阻力主要为气膜阻力；通过对温度及入口烟气浓度等动力学影响因素的研究发现者都会对其脱硫反应造成一定的影响。(4)对赤泥浸出液脱硫工艺进行工业应用经济分析发现,相较于传统脱硫工艺,以1000MW机组为例每年可节省大约900万元人民币,具有良好的市场价值和应用前景。