利用矾浆制备氢氧化铝和皂石

来源 :浙江工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jonquil1981
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矾矿及其“废料”矾浆中均富含钾、铝、硫等多种可利用元素,是一种潜在的可开发和综合利用的矿产资源。但矾浆长期以来没得到综合利用,被当作“废料”丢弃,不仅会造成大量还有利用价值的元素流失,还会给环境造成了严重的污染。基于矾浆研究开发加工工艺,开发成新材料产品,实现高效和综合利用矾矿资源、改善环境和提高效益,这是矾矿企业当前的现实问题的需求和发展的必然趋势。本论文以解决矾浆附加值低的问题为目的,拟用矾浆制备纳米氢氧化铝材料及皂石利用X射线衍射(XRD)、傅立叶转换红外线光谱(FT-IR)、热重-差示热重(TG-DTG)和扫描电境分析(SEM)等现代测试手段对材料进行了表征。以矾浆为铝源制备皂石。利用酸溶法和碱浸法合成了 Al(OH)3材料,研究矾浆中铝元素最佳提取率条件,确定酸溶法的最佳工艺条件为:酸溶时所加H2SO4摩尔浓度为15.65 mol/L,酸溶时液固比为9:5,酸溶温度为150℃,酸溶时间为120 min,水浸温度为室温,水浸时间5~6 h,水浸液中加NaOH至pH为12除铁,再加入H2SO4调至pH=7。碱浸法最佳工艺条件为:碱浸时加100ml 5 mol/L的NaOH,碱浸温度为110℃,碱浸时间为2h。当矾浆颗粒的目数为120目时,酸溶法的最高铝提取率达到97.16%。并对两种不同制备方法的材料进行了比较,发现两种方法都能制备Al(OH)3,此外,酸溶法得到的是勃姆石(γ-AlOOH)而碱浸法得到的是拜耳石(α-Al(OH)3),这与文献报道的在酸性溶液中Al(OH)3是γ-AlOOH形态,而在碱性溶液中是以α-Al(OH)3形态存在相吻合。其原因与沉淀析出Al(OH)3过程中溶液的pH值的不同有关系。利用碱浸法提取出铝元素固液分离之后,在溶液中加入水玻璃和Mg(NO3)2.6H2O及尿素,采用传统的水热合成方法成功合成出皂石,并考察了不同晶化温度、晶化时间以及不同硅铝比对合成皂石的影响,发现硅铝比在3.44~12.33范围内晶化温度越高,晶化时间越长合成的皂石结晶性越好,颗粒越大。
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