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  • 中國高鋁飛灰:資源與清潔利用技術
    該商品所屬分類:工業技術 -> 能源與動力工程
    【市場價】
    2185-3168
    【優惠價】
    1366-1980
    【作者】 楊靜,馬鴻文 
    【所屬類別】 圖書  工業技術  能源與動力工程 
    【出版社】化學工業出版社 
    【ISBN】9787122338549
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    內容介紹



    開本:16開
    紙張:銅版紙
    包裝:精裝

    是否套裝:否
    國際標準書號ISBN:9787122338549
    作者:楊靜,馬鴻文

    出版社:化學工業出版社
    出版時間:2019年08月 

        
        
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    產品特色
    編輯推薦

    本書是馬鴻文教授研究團隊,10餘年來從事利用高鋁粉煤灰等非傳統鋁資源提取氧化鋁技術的研究成果的繫統總結。



    1.提供了利用非傳統鋁土礦型鋁資源提取氧化鋁的工藝路線,建立了相應的技術體繫。



    2.按照發展循環經濟的理念,充分利用鋁、硅兩種主要組分,資源利用率高,加工過程符合清潔生產要求。



    3.重點研究提鋁過程的關鍵科學問題——鋁硅酸鹽體繫的化學平衡,如對反應原理、工藝能耗、物料平衡及硅鋁分離效率等。


     

     
    內容簡介
    2003年以來,著者研究團隊對中國北方十餘家電力、煤炭企業排放的高鋁粉煤灰、高鋁煤矸石等二次資源提取氧化鋁關鍵技術進行了繫統研究。本專著即是在上述研究的基礎上,對相關的學位論文、學術論文、技術報告和發明專利等進行繫統總結和整理完成的;反映了著者團隊15年來秉承循環經濟理念,以期在煤炭、電力、冶金、化工、建材五大行業發展超級繫統產業集群,從而實現清潔生產。

    本書緒論部分繫統論述了中國鋁資源與鋁材工業可持續發展問題。上篇提鋁關鍵技術,論述了以內蒙古、山西、陝西、寧夏等地熱電廠排放的高鋁粉煤灰為原料,采用酸堿聯合法和堿法提取氧化鋁與氫氧化鋁的關鍵技術;同時論述了利用高鋁煤矸石、霞石正長岩、高硅鋁土礦等非傳統鋁資源提取氧化鋁的相關技術。下篇相關應用技術;論述了以脫硅堿液制備無機硅化合物、針狀硅灰石粉體等技術,高鋁粉煤灰提素鎵關鍵技術,利用高鋁粉煤灰、高鋁煤矸石及其剩餘硅鈣渣合成X型分子篩及制備莫來石陶瓷、微晶玻璃、礦物聚合材料、牆體材料等技術。書中對前人的相關研究成果也作了簡要介紹。

    2003年以來,著者研究團隊對中國北方十餘家電力、煤炭企業排放的高鋁粉煤灰、高鋁煤矸石等二次資源提取氧化鋁關鍵技術進行了繫統研究。本專著即是在上述研究的基礎上,對相關的學位論文、學術論文、技術報告和發明專利等進行繫統總結和整理完成的;反映了著者團隊15年來秉承循環經濟理念,以期在煤炭、電力、冶金、化工、建材五大行業發展超級繫統產業集群,從而實現清潔生產。



    本書緒論部分繫統論述了中國鋁資源與鋁材工業可持續發展問題。上篇提鋁關鍵技術,論述了以內蒙古、山西、陝西、寧夏等地熱電廠排放的高鋁粉煤灰為原料,采用酸堿聯合法和堿法提取氧化鋁與氫氧化鋁的關鍵技術;同時論述了利用高鋁煤矸石、霞石正長岩、高硅鋁土礦等非傳統鋁資源提取氧化鋁的相關技術。下篇相關應用技術;論述了以脫硅堿液制備無機硅化合物、針狀硅灰石粉體等技術,高鋁粉煤灰提素鎵關鍵技術,利用高鋁粉煤灰、高鋁煤矸石及其剩餘硅鈣渣合成X型分子篩及制備莫來石陶瓷、微晶玻璃、礦物聚合材料、牆體材料等技術。書中對前人的相關研究成果也作了簡要介紹。



    本專著內容重點反映了當前有關高鋁粉煤灰資源化利用技術的研究現狀和重要研究進展,對國內本領域研究和相關技術的產業化發展方向具有重要參考價值。本書適合礦產資源、化工、冶金、材料等專業領域以及煤炭、電力、建材、礦產品加工等行業的科研人員和技術人員使用,也可作為高等院校相關專業的參考書。


     

    目錄
    緒論中國鋁資源與鋁材工業可持續發展1

    0.1中國鋁土礦資源產業概況1

    0.1.1鋁土礦資源與儲量1

    0.1.2鋁土礦生產與消費4

    0.1.3鋁土礦貿易與展望5

    0.2鋁土礦工業利用技術現狀6

    0.3非傳統鋁資源研究概述10

    緒論中國鋁資源與鋁材工業可持續發展1



    0.1中國鋁土礦資源產業概況1



    0.1.1鋁土礦資源與儲量1



    0.1.2鋁土礦生產與消費4



    0.1.3鋁土礦貿易與展望5



    0.2鋁土礦工業利用技術現狀6



    0.3非傳統鋁資源研究概述10



    0.3.1高鋁粉煤灰10



    0.3.2高鋁煤矸石13



    0.3.3高硅鋁土礦15



    0.3.4霞石正長岩17



    0.4提取氧化鋁關鍵反應與過程評價19



    0.4.1石灰石燒結法技術19



    0.4.2堿石灰燒結法技術20



    0.4.3兩步堿溶法技術20



    0.4.4堿溶-燒結聯合法技術21



    0.4.5酸浸溶出技術22



    0.4.6純堿燒結-酸浸技術22



    0.5提取氧化鋁新技術:預脫硅-低鈣燒結法23



    0.5.1基本工藝流程23



    0.5.2堿法工藝綜合對比評價24



    0.5.3提鋁技術關聯產業效應27



    0.6中國鋁材工業可持續發展29



    0.6.1中國原鋁工業發展史29



    0.6.2中國鋁材消費與展望30



    0.6.3中國鋁材工業發展瓶頸32



    0.6.4中國鋁材工業可持續發展33



    參考文獻34







    上篇提鋁關鍵技術39



    第1章中國高鋁粉煤灰資源概述40



    1.1粉煤灰概述40



    1.2粉煤灰組成及物理性質41



    1.2.1化學成分41



    1.2.2物相組成42



    1.2.3物理性質42



    1.3粉煤灰的危害43



    1.4粉煤灰資源化利用現狀43



    1.4.1生產建築材料43



    1.4.2提取空心微珠、漂珠、磁珠45



    1.4.3生產多孔陶瓷濾料45



    1.4.4制備莫來石陶瓷46



    1.4.5制備賽隆陶瓷46



    1.4.6制備微晶玻璃46



    1.4.7合成分子篩47



    1.4.8制取氧化鋁48







    第2章預脫硅-低鈣燒結法提取氧化鋁技術50



    2.1實驗原料及工藝流程50



    2.1.1粉煤灰物相及化學成分50



    2.1.2粉煤灰顆粒形態學52



    2.1.3工藝流程54



    2.2脫硅反應模擬及實驗55



    2.2.1實驗原理55



    2.2.2熱力學模擬56



    2.2.3實驗方法57



    2.2.4結果與討論57



    2.2.5脫硅反應機理63



    2.2.素豐度變化64



    2.3濾餅燒結及溶出鋁65



    2.3.1低鈣燒結法原理65



    2.3.2燒結反應Gibbs自由能66



    2.3.3燒結實驗方法68



    2.3.4實驗結果與討論69



    2.3.5燒結反應機理73



    2.4燒結過程能耗計算74



    2.4.1DSC法測定能耗基本原理75



    2.4.2兩種燒結反應能耗測定75



    2.4.3燒結能耗熱力學計算77



    2.4.4DSC測定與熱力學計算值對比79



    2.5硅鈣堿渣回收堿80



    2.5.1實驗原理80



    2.5.2熱力學模擬81



    2.5.3實驗過程82



    2.5.4結果與討論83



    2.5.5硅鈣渣產物表征86



    2.6工藝過程對比及環境影響評價87



    2.6.1技術可行性分析87



    2.6.2工藝過程對比評價88







    第3章純堿燒結-鹽酸浸出提取氧化鋁技術91



    3.1原料分析與工藝流程91



    3.1.1原料分析91



    3.1.2工藝流程93



    3.2原料燒結93



    3.3硅鋁分離96



    3.3.1pH值96



    3.3.2鹽酸加入量97



    3.3.3酸浸溫度102



    3.4氯化鋁溶液除雜103



    3.4.1堿浸溶出105



    3.4.2深度脫硅109



    3.4.3除鈣實驗111



    3.5氧化鋁制備112



    3.6技術可行性及環境影響評價118



    3.6.1工藝流程特點118



    3.6.2環境影響評價119







    第4章石灰石燒結法提取氧化鋁技術120



    4.1工藝原理120



    4.2氧化鋁溶出122



    4.3超細氫氧化鋁制備127



    4.3.1熟料自粉化與溶出氧化鋁127



    4.3.2表面活性劑對制備氫氧化鋁的影響128



    4.3.3碳化速率對制備氫氧化鋁的影響128



    4.3.4溶液pH值對制備氫氧化鋁的影響129



    4.3.5超細氫氧化鋁粉體表征129







    第5章堿石灰燒結法提取氧化鋁技術130



    5.1研究現狀130



    5.2工藝過程和原理131



    5.2.1堿石灰燒結法基本流程131



    5.2.2反應原理132



    5.3結果分析與討論135



    5.3.1燒結過程135



    5.3.2溶出過程137



    5.3.3鋁酸鈉粗液脫硅138



    5.3.4鋁酸鈉溶液碳分141



    5.4工藝過程評價145







    第6章純堿燒結-堿石灰溶出提取氧化鋁技術146



    6.1實驗原料與工藝路線146



    6.1.1高鋁粉煤灰原料146



    6.1.2擬采取工藝路線148



    6.2硅鋁分離及鋁酸鈉溶液制備149



    6.2.1原料燒結149



    6.2.2硅鋁分離153



    6.2.3鋁酸鈉溶液制備159



    6.3碳化分解制備超細氫氧化鋁160



    6.3.1實驗原理160



    6.3.2實驗方法163



    6.3.3單因素實驗163



    6.3.4正交實驗169



    6.4超細α-Al2O3粉體制備172



    6.4.1實驗部分172



    6.4.2結果分析與討論173







    第7章兩步堿溶法提取氧化鋁技術176



    7.1實驗原料與工藝流程176



    7.1.1原料分析176



    7.1.2原料預處理178



    7.1.3實驗工藝流程178



    7.2高鋁粉煤灰堿溶脫硅179



    7.2.1正交實驗179



    7.2.2單因素實驗181



    7.2.3脫硅前後物料的理化性質183



    7.3制備鋁酸鈉粗液185



    7.3.1堿液溶出氧化鋁185



    7.3.2堿溶濾液初步脫硅189



    7.3.3水合鋁酸鈣沉澱191



    7.3.4鋁酸鈉粗液制備193



    7.4氧化鋁制備195



    7.4.1鋁酸鈉粗液深度脫硅195



    7.4.2碳分法制備氫氧化鋁197



    7.4.3煆燒制備氧化鋁200



    7.5與石灰石燒結法對比201



    7.5.1工藝過程對比202



    7.5.2資源消耗量對比203



    7.5.3“三廢” 排放量對比203



    7.5.4產品方案對比203







    第8章預脫硅-改良堿石灰燒結法提取氧化鋁技術204



    8.1高鋁粉煤灰原料204



    8.1.1化學成分204



    8.1.2物相組成204



    8.1.3粒度分布204



    8.2磁選除鐵實驗205



    8.2.1磁選實驗條件205



    8.2.2磁選結果分析205



    8.3高鋁粉煤灰堿溶脫硅207



    8.3.1反應原理207



    8.3.2實驗過程207



    8.3.3結果分析208



    8.4生料燒結及氧化鋁溶出209



    8.4.1反應原理209



    8.4.2生料燒結210



    8.4.3氧化鋁溶出212



    8.5鋁酸鈉粗液脫硅及制備氫氧化鋁213



    8.5.1一段脫硅214



    8.5.2二段脫硅214



    8.5.3碳化分解214



    8.5.4氫氧化鋁制品表征215



    8.6硅鈣堿渣回收堿216



    8.6.1反應原理216



    8.6.2實驗過程217



    8.6.3結果分析217



    8.7硅鈣渣制備輕質牆體材料218



    8.7.1反應原理218



    8.7.2實驗過程218



    8.7.3結果分析219







    第9章高鋁煤矸石提取氧化鋁技術222



    9.1煤矸石資源概述222



    9.2煤矸石制備氫氧化鋁研究現狀224



    9.3實驗流程224



    9.4原料預處理225



    9.4.1原料分析225



    9.4.2原料煆燒225



    9.4.3堿液預脫硅226



    9.5脫硅濾餅燒結228



    9.5.1反應原理和實驗過程229



    9.5.2結果分析與討論230



    9.6燒結熟料溶出234



    9.6.1反應原理和實驗過程234



    9.6.2結果分析與討論235



    9.7鋁酸鈉溶液分解237



    9.7.1反應原理和實驗過程237



    9.7.2結果分析與討論238



    9.8工藝過程環境影響評價248



    9.8.1燒結反應能耗248



    9.8.2氫氧化鋁煆燒能耗249



    9.8.3資源消耗量251



    9.8.4工藝能耗251







    第10章高硅鋁土礦提取氧化鋁技術253



    10.1脫硅預處理技術253



    10.1.1物理選礦253



    10.1.2化學選礦254



    10.1.3生物選礦255



    10.2基本工藝流程255



    10.3高硅鋁土礦物相分析256



    10.3.1原礦物相分析256



    10.3.2礦物嵌布特征257



    10.4脫硅選礦實驗258



    10.4.1不同磨礦粒度的重選259



    10.4.2重選中礦的浮選259



    10.4.3重選尾礦的浮選260



    10.4.4全流程閉路實驗261



    10.5鋁土尾礦燒結262



    10.5.1實驗原料263



    10.5.2實驗原理264



    10.5.3燒結反應熱力學分析264



    10.5.4實驗方法266



    10.5.5結果與討論267



    10.6燒結熟料溶出270



    10.6.1實驗原理270



    10.6.2實驗方法271



    10.6.3結果與討論271



    10.7工藝過程環境影響評價273







    第11章假榴正長岩提取氧化鋁技術277



    11.1原料燒結及水熱浸出277



    11.1.1原料物相分析277



    11.1.2原料燒結實驗278



    11.1.3燒結產物水浸280



    11.2水化鋁硅酸鹽溶出鋁282



    11.2.1基本反應原理282



    11.2.2實驗方法283



    11.2.3結果與討論284



    11.2.4硅鈣堿渣回收堿288



    11.3降低鋁酸鈉溶液苛性比289



    11.3.1高苛性比鋁酸鈉溶液預脫硅289



    11.3.2鋁的沉澱實驗290



    11.3.3鋁酸鈉粗液制備292



    11.4鋁酸鈉粗液純化294



    11.4.1深度脫硅實驗294



    11.4.2除鈣實驗298



    11.5氧化鋁制備298



    11.5.1鋁酸鈉溶液碳化分解298



    11.5.2氫氧化鋁煆燒304



    11.6工藝過程環境影響評價307



    11.6.1燒結反應能耗計算307



    11.6.2資源消耗對比310



    11.6.3能源消耗對比311



    11.6.4三廢排放量對比312



    11.6.5產品方案對比313







    第12章霞石正長岩提取氧化鋁技術314



    12.1實驗原料與實驗流程314



    12.1.1實驗原料314



    12.1.2實驗流程315



    12.2精礦生料燒結317



    12.2.1反應原理317



    12.2.2實驗方法317



    12.2.3結果與討論318



    12.3燒結熟料溶出鋁323



    12.3.1反應原理323



    12.3.2實驗方法324



    12.3.3結果與討論324



    12.4氫氧化鋁制備325



    12.4.1鋁酸鈉(鉀)粗液脫硅325



    12.4.2碳化分解法制備氫氧化鋁329



    12.5硅鈣堿渣回收堿332



    12.5.1反應原理333



    12.5.2實驗方法334



    12.5.3結果與討論334



    12.6資源消耗量對比337







    第13章霓輝正長岩提取氧化鋁技術339



    13.1原料燒結及水浸339



    13.1.1原料物相分析339



    13.1.2原礦生料燒結340



    13.1.3燒結物料水浸341



    13.2水浸濾餅堿液溶出鋁343



    13.2.1堿液溶出鋁343



    13.2.2堿浸渣回收堿345



    13.3鋁酸鈉粗液制備347



    13.3.1堿浸濾液預脫硅348



    13.3.2鋁酸鈣沉澱354



    13.3.3鋁酸鈣溶解357



    13.4鋁酸鈉粗液純化358



    13.5氧化鋁制備359



    13.5.1碳分法制備氫氧化鋁359



    13.5.2氫氧化鋁制品性能表征364



    13.5.3氫氧化鋁煆燒365



    13.5.4氧化鋁制品性能表征366



    13.6工藝過程環境影響評價368



    13.6.1技術可行性368



    13.6.2環境影響評價368







    上篇參考文獻370







    下篇相關應用技術379



    第14章脫硅堿液制備針狀硅灰石技術380



    14.1硅灰石的性質及用途380



    14.1.1理化性質380



    14.1.2工業用途381



    14.2高鋁粉煤灰堿溶脫硅382



    14.2.1反應原理與實驗方法382



    14.2.2實驗結果分析382



    14.3硅酸鈉堿液制備硅灰石385



    14.3.1反應原理385



    14.3.2水合硅酸鈣制備386



    14.3.3硬硅鈣石合成387



    14.3.4硅灰石制備及表征389



    14.4硅酸鉀堿液制備硅灰石391



    14.4.1實驗原料與工藝流程391



    14.4.2硅酸鉀堿液苛化392



    14.4.3針狀硬硅鈣石合成395



    14.4.4硬硅鈣石晶化反應動力學400



    14.4.5硅灰石制備及表征404







    第15章硅酸鈉堿液制備白炭黑技術408



    15.1研究現狀概述408



    15.2制備白炭黑實驗流程409



    15.3碳化法制備偏硅酸膠體410



    15.3.1硅酸鈉液體制備410



    15.3.2實驗原理及方法411



    15.3.3實驗結果與討論411



    15.3.4碳化反應機理416



    15.3.5碳化反應動力學420



    15.4偏硅酸膠體除雜422



    15.4.1實驗原料422



    15.4.2反應機理423



    15.4.3水洗除雜423



    15.4.4干燥煆燒425



    15.5白炭黑制品性能表征425



    15.5.1化學成分及結構425



    15.5.2比表面積與孔徑分布426



    15.5.3熱學性質427



    15.5.4紅外光譜429



    15.5.5微觀形貌429



    15.5.629Si核磁共振譜430



    15.6偏硅酸膠體表面改性431



    15.6.1改性原理431



    15.6.2表面活性劑432



    15.6.3改性實驗432



    15.6.4制品性能表征437







    第16章硅酸鈉堿液制備氧化硅氣凝膠技術440



    16.1研究現狀概述440



    16.2實驗流程441



    16.3原料中溫燒結441



    16.3.1原料化學成分及物相分析441



    16.3.2粉煤灰原料燒結443



    16.3.3燒結反應動力學447



    16.4硅鋁分離449



    16.4.1鹽酸溶浸449



    16.4.2硫酸溶浸456



    16.5氣凝膠制備與性能457



    16.5.1實驗過程457



    16.5.2制品性能457



    16.6硅酸溶膠制備氣凝膠462



    16.6.1制備原理462



    16.6.2實驗過程與結果分析462



    16.6.3制品性能表征465







    第17章高鋁粉煤灰泡塑吸附法提取鎵技術471



    17.1研究現狀概述471



    17.1.1鎵的理化性質472



    17.1.2鎵的工業用途472



    17.1.3鎵的工業生產475



    17.1.4鎵提取分離技術476



    17.2實驗儀器與試劑478



    17.2.1儀器478



    17.2.2試劑478



    17.3實驗方法478



    17.3.1聚氨酯泡塑處理478



    17.3.2靜態吸附鎵方法479



    17.3.3鎵的洗脫479



    17.3.4實驗原理479



    17.3.5實驗流程479



    17.3.6原料預處理479



    17.3.7原料中鎵含量測定480



    17.4實驗結果與討論481



    17.4.1鎵的標準曲線481



    17.4.2提取鎵正交實驗482



    17.4.3聚氨酯泡塑吸附鎵單因素實驗483



    17.4.4鎵吸附機理485



    17.4.5鎵解吸實驗487



    17.4.6鎵提取效果488



    17.4.7泡塑的再生489







    第18章硅鈣渣制備硅灰石超細粉體技術490



    18.1研究現狀概述490



    18.2原料預處理流程491



    18.3硅鈣堿渣回收堿493



    18.3.1反應原理493



    18.3.2實驗過程495



    18.3.3結果分析與討論496



    18.4硅鈣渣制備硅灰石498



    18.4.1原料物相分析498



    18.4.2制備工藝過程498



    18.4.3堿回收條件對硅灰石形貌的影響503



    18.5制備硅灰石反應動力學506



    18.5.1理論基礎507



    18.5.2反應動力學509



    18.6硅灰石制品表征513



    18.6.1化學成分及物相513



    18.6.2粒度分布514



    18.6.3微觀形貌514



    18.7纖維狀硅灰石合成515



    18.7.1合成工藝516



    18.7.2結果分析與討論516







    第19章硅鈣渣制備硅灰石微晶玻璃技術518



    19.1研究現狀概述518



    19.1.1研究背景518



    19.1.2研究現狀518



    19.1.3微晶玻璃制備方法520



    19.1.4微晶玻璃的用途521



    19.2制備工藝523



    19.2.1實驗原料523



    19.2.2實驗原理和工藝過程523



    19.2.3實驗配方設計524



    19.3制品物相和性能表征526



    19.3.1物相分析526



    19.3.2顯微形貌527



    19.3.3抗折強度527



    19.4制備工藝優化528



    19.4.1基礎玻璃配方優化528



    19.4.2熱處理條件優化528



    19.4.3微晶玻璃制品表征529



    19.4.4工藝條件對制品性能的影響531







    第20章高鋁粉煤灰制備莫來石微晶玻璃技術535



    20.1研究現狀概述535



    20.1.1粉煤灰制備微晶玻璃535



    20.1.2粉煤灰制備莫來石微晶玻璃536



    20.2制備工藝和原理538



    20.2.1實驗原料538



    20.2.2制備工藝539



    20.3制品性能表征539



    20.3.1宏觀性能539



    20.3.2微觀性能540



    20.4結果分析與討論540



    20.4.1顯微結構540



    20.4.2主要理化性能541



    20.4.3莫來石晶化反應542



    20.4.4與同類研究對比542







    第21章高鋁粉煤灰制備堇青石微晶玻璃技術543



    21.1研究現狀概述543



    21.1.1制備方法544



    21.1.2主要性能與用途546



    21.1.3研究現狀548



    21.2微晶玻璃技術發展549



    21.3基礎玻璃熔制550



    21.3.1實驗方法550



    21.3.2結果分析551



    21.4玻璃晶化處理551



    21.4.1差熱分析551



    21.4.2燒結法工藝551



    21.5制品性能表征552







    第22章高鋁粉煤灰制備莫來石陶瓷技術554



    22.1研究現狀概述554



    22.2制備工藝與制品性能555



    22.2.1實驗原料與制備工藝555



    22.2.2工藝條件對制品性能的影響556



    22.2.3制品性能指標561



    22.3相組成、結構及莫來石含量對力學性能的影響563



    22.3.1顯微結構及物相組成563



    22.3.2莫來石含量及影響因素568



    22.3.3力學性能的影響因素570



    22.4莫來石晶體化學572



    22.4.1晶體化學與晶體結構572



    22.4.2Ti4 固溶與晶體結構573



    22.4.3Fe3 固溶與晶體結構573



    22.5燒結反應機理574



    22.5.1燒結類型574



    22.5.2燒結過程575



    22.5.3晶粒長大576



    22.6晶化反應熱力學580



    22.6.1莫來石晶化反應580



    22.6.2晶化反應熱力學分析581



    22.7晶化反應動力學582



    22.7.1燒結過程的物相轉變582



    22.7.2晶化反應動力學584







    第23章高鋁粉煤灰合成13X型分子篩技術587



    23.1實驗原料分析587



    23.2前驅物制備588



    23.2.1實驗流程588



    23.2.2燒結條件588



    23.2.3物相組成589



    23.3水熱晶化反應589



    23.3.1體繫組成589



    23.3.2實驗方法590



    23.3.3合成條件590



    23.4合成產物性能表征592



    23.4.1晶體結構593



    23.4.2晶體化學596



    23.4.3顯微形貌596



    23.4.4物理性能597



    23.4.5體繫組成對產物的影響599







    第24章粉煤灰制備礦物聚合材料技術600



    24.1礦物聚合材料概述600



    24.1.1性能和用途600



    24.1.2研究進展601



    24.2實驗原料603



    24.2.1粉煤灰原料及預處理603



    24.2.2偏高嶺石605



    24.2.3水玻璃608



    24.2.4氫氧化鈉608



    24.2.5標準砂608



    24.3礦物聚合材料制備609



    24.3.1實驗流程609



    24.3.2正交實驗609



    24.3.3單因素實驗611



    24.4材料制品性能表征613



    24.4.1微觀結構613



    24.4.2基體相化學成分616



    24.4.3理化性能617



    24.5鋁硅酸鹽聚合反應機理619



    24.5.1偏高嶺石結構變化619



    24.5.2粉煤灰相結構變化628



    24.5.3聚合反應機理633



    24.5.4與硅酸鹽水泥對比634



    24.6技術可行性與環境影響評價635



    24.6.1技術可行性分析635



    24.6.2環境影響分析635







    第25章粉煤灰制備輕質牆體材料技術638



    25.1研究現狀概述638



    25.2輕質牆材制備過程640



    25.2.1實驗原料640



    25.2.2制備過程643



    25.3制品結構與性能647



    25.3.1物相組成647



    25.3.2顯微結構647



    25.3.3物理性能650



    25.4材料固化反應機理652



    25.4.1礦聚材料形成過程652



    25.4.2X射線物相分析654



    25.4.3掃描電鏡分析655



    25.4.4紅外光譜分析656



    25.5技術可行性分析657



    25.5.1工藝流程評價657



    25.5.2制品性能評價658







    第26章煤炭固體廢物資源化利用技術659



    26.1研究現狀概述659



    26.1.1煤炭固廢排放量659



    26.1.2煤炭固廢污染660



    26.1.3煤炭固廢資源化利用660



    26.2高嶺石相變及硅鋁活性661



    26.2.1研究背景661



    26.2.2樣品制備與測定條件662



    26.2.3高嶺石相變特征662



    26.2.4煆燒高嶺石的活性669



    26.3礦聚材料制備及性能表征671



    26.3.1研究現狀概述671



    26.3.2制備工藝及實驗結果671



    26.3.3制品性能及影響因素675



    26.4材料固化過程及反應機理678



    26.4.1材料固化過程678



    26.4.2聚合反應機理680







    下篇參考文獻690







    附錄著者團隊有關學位論文、發明專利和研究論文目錄700







    後記705


     

    前言
    2003年以來,著者團隊對中國北方十餘家電力、煤炭企業排放的高鋁粉煤灰、煤矸石等二次資源提取氧化鋁關鍵技術進行了繫統研究。本專著即是在上述研究基礎上,對相關的10餘份技術研究報告、發明專利、10餘份博士學位論文、1份博士後研究報告、20餘份碩士學位論文、公開發表的90餘篇學術論文等進行繫統總結和整理而完成的;反映了著者團隊15年來秉承循環經濟理念,對相關關鍵技術的研究成果,以期在煤炭、電力、冶金、化工、建材五大行業發展超級繫統產業集群,從而實現跨行業清潔生產。專著內容分為緒論和上、下篇三部分。

    緒論是全書的總綱,概述了中國鋁土礦資源狀況及工業利用技術現狀,分析了潛在的非傳統鋁資源及其分類,對迄今見諸於文獻的利用高鋁粉煤灰提取氧化鋁的關鍵反應進行了熱力學分析與過程評價,提出了新的提取氧化鋁高效清潔生產技術路線。在此基礎上,分析提出了中國鋁材工業可持續發展的可能技術途徑。

    2003年以來,著者團隊對中國北方十餘家電力、煤炭企業排放的高鋁粉煤灰、煤矸石等二次資源提取氧化鋁關鍵技術進行了繫統研究。本專著即是在上述研究基礎上,對相關的10餘份技術研究報告、發明專利、10餘份博士學位論文、1份博士後研究報告、20餘份碩士學位論文、公開發表的90餘篇學術論文等進行繫統總結和整理而完成的;反映了著者團隊15年來秉承循環經濟理念,對相關關鍵技術的研究成果,以期在煤炭、電力、冶金、化工、建材五大行業發展超級繫統產業集群,從而實現跨行業清潔生產。專著內容分為緒論和上、下篇三部分。



    緒論是全書的總綱,概述了中國鋁土礦資源狀況及工業利用技術現狀,分析了潛在的非傳統鋁資源及其分類,對迄今見諸於文獻的利用高鋁粉煤灰提取氧化鋁的關鍵反應進行了熱力學分析與過程評價,提出了新的提取氧化鋁高效清潔生產技術路線。在此基礎上,分析提出了中國鋁材工業可持續發展的可能技術途徑。



    上篇提鋁關鍵技術,繫統論述了以內蒙古、山西、陝西、寧夏等地熱電廠排放的高鋁粉煤灰為主要原料,采用酸堿聯合法、堿法提取氧化鋁(氫氧化鋁)的關鍵技術;同時論述了利用高鋁煤矸石、霞石正長岩、高硅鋁土礦等非傳統鋁資源提取氧化鋁的相關技術。其中有關預脫硅低鈣燒結法關鍵技術的內容,為著者團隊近年來研發且工業化利用價值的技術成果。



    下篇相關應用技術,主要論述了以脫硅堿液制備無機硅化合物、針狀硅灰石粉體等技術;高鋁粉煤灰提素鎵關鍵技術。利用以上這些技術,除提取有用組分氧化鋁外,還能夠充分利用氧化硅組分,制備多種無機硅化合物和高附加值建材產品,從而實現提鋁過程的高效清潔生產。還包括直接用高鋁粉煤灰、煤矸石合成X型分子篩,以及制備莫來石陶瓷、微晶玻璃、礦物聚合材料、牆體材料等綜合利用煤炭固廢制備材料的技術。



    本書適於礦產資源、冶金、化工、材料等領域以及煤炭、電力、建材、礦產品加工等行業的科技人員使用或教學人員作為參考書。



    本專著所反映研究成果,先後獲得如下研究項目經費資助:



    留學回國人員科研啟動基金項目(2003)



     “十一五”國家科技支撐計劃課題(2006BAD10B04)(部分)(2006—2010)



    國家自然科學基金青年科學基金項目(40602008)(2007—2009)



    清華同方環境有限責任公司資助項目(2004—2005)



    理想華夏國際投資(北京)有限公司資助項目(2007—2008)



    吉林省白山市政府資助項目(2007—2008)



    內蒙古萬宇新凱科技有限公司資助項目(2009—2010)



    國電寧夏太陽能有限公司資助項目(2010—2011)



    內蒙古中地煤矸石科技有限責任公司資助項目(2011—2012)



    中國地質調查項目(12120113087700)(部分)(2013—2015)



    中央高校基本科研業務費項目(2652015016)(2015—2016)



    本專著主要由楊靜和馬鴻文整理編寫。其中,第2、22章,分別由蔣周青、李金洪撰寫;緒論、第10~13、17、26章由馬鴻文整理編寫;其餘各章由楊靜編寫整理。全書內容由楊靜統稿後,馬鴻文再次核校。其他參與前期相關研究並提供論文素材者有:張曉雲、章西煥、聶軼苗、蔣帆、蘇雙青、王明瑋、馬世林、張鑫、耿學文、王樂、譚丹君、陳小鑫、王霞、李歌、王蕾、曾青雲、王曉艷、陳建、劉浩、李如臣、高飛、衛勇勇和魏存弟等。圖片清繪整理和內容核校由姚文貴、蔣周青、陳建、張鑫、田力男、林斐、郭若禹、張少剛、時浩和溫得成等完成。專著中所列化學成分分析數據,由中國地質大學(北京)化學分析室龍梅、王軍玲和梁樹平完成。在此,著者對上述所有參與專著相關工作的人員表示誠摯感謝!



    本專著不僅彙集了課題組長達15年的關於高鋁粉煤灰和煤矸石等的科學研究工作,而且自出版合同簽訂開始,又花費了6年時間進行編寫整理以及申報並成功獲得國家科學技術學術著作出版基金資助,此專著纔得以面世,成果的取得均離不開中國地質大學(北京)材料科學與工程學院礦物資源綠色加工課題組30餘位師生的艱苦奮鬥、艱辛付出和努力創新!在此對課題組的馬鴻文教授和其他所有成員表示由衷的感謝!中國地質大學(北京)材料類學科的建設和發展與本校地質礦產繫的工藝岩石學密不可分,工藝岩石學方向是我校前輩、知名岩石學家池際尚院士在世時曾經指出的岩漿岩岩石學發展方向之一。她曾指出“今後岩漿岩岩石學發展的幾個方向,即地質研究方向、化學研究方向、礦物研究方向、物理化學和實驗方向,以及工藝岩石學方向”。任何事業的發展壯大都離不開甘為基石的前輩和一代又一代專業人員的努力,筆者作為中國地質大學(北京)地質礦產繫岩石學專業的1991級碩士生和材料繫1994級博士生,在此對池際尚這樣的前輩表示無比敬重和深切懷念!



    本專著出版獲得“國家科學技術學術著作出版基金(2015-E-073)”資助,感謝化學工業出版社此書申報國家科技出版基金,也特別感謝中國科學院院士礦床學家趙鵬大先生、礦物學家葉大年先生以及中國地質大學(北京)礦床學專家鄧軍教授為之!承蒙趙鵬大院士並為作序,謹致謝忱!



    後,謹此專著出版之際,以趙鵬大先生2017年10月9日在北京大學的一段講話與大家共勉:“我燒水就研究如何節約煤,當炊事員就研究如何做饅頭,我燒開水、當炊事員也得到了成就感……不管大事小事,都要努力做好,做到極致完美……做平凡人,做出彩事。”趙先生的上述理念令我想起了中國春秋時代的哲學家和思想家老子在《道德經》中的名言警句:“圖難於其易,為大於其細;天下難事,必作於易,天下大事,必作於細。是以聖人終不為大,故能成其大。”“合抱之木,生於毫末;九層之臺,起於累土;千裡之行,始於足下。”



    書中尚存的疏漏或不當之處,敬請指正。







    中國地質大學(北京)材料科學與工程學院



    楊靜


     













     
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