淮南粉煤灰提鋁渣制備白炭黑的工藝研究的開題報告

淮南粉煤灰提鋁渣制備白炭黑的工藝研究的開題報告一、研究背景與意義粉煤灰是一種處理煤炭過程中產(chǎn)生的廢棄物，含有豐富的鋁、硅等元素，因此被廣泛用于制備建材、水泥等工業(yè)產(chǎn)品。然而，粉煤灰的處理過程也會產(chǎn)生大量的固體廢棄物——粉煤灰提鋁渣。粉煤灰提鋁渣含有大量的鋁氧化物和硅氧化物等，是一種具有潛在價值的資源。目前，對于粉煤灰提鋁渣的利用普遍采用的方法是焙燒法和浸出法，這些方法不僅需要高成本的設(shè)備，而且對環(huán)境的污染也是無法避免的。因此，研究一種新的提鋁渣利用方法，并且最大程度地降低其對環(huán)境的影響，具有重要意義。炭黑是一種制備芬尼爾體的重要原料，廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、漿料、瀝青等領(lǐng)域。目前，熟化法是制備炭黑的主流方法，然而，該方法存在工藝復(fù)雜、能耗高、環(huán)境污染等問題。因此，通過高效、經(jīng)濟(jì)的方法制備炭黑，顯得尤為重要。本研究旨在以粉煤灰提鋁渣為原料，經(jīng)過一系列的預(yù)處理和反應(yīng)，制備出高品質(zhì)的白炭黑，希望能夠解決焙燒法和浸出法設(shè)備成本高、環(huán)境污染等問題，為提高粉煤灰提鋁渣的綜合利用價值貢獻(xiàn)力量。二、研究內(nèi)容和技術(shù)路線1.粉煤灰提鋁渣的預(yù)處理采用溶出法對粉煤灰提鋁渣進(jìn)行預(yù)處理，主要是去除其中的硅元素。具體操作是先將粉煤灰提鋁渣精細(xì)磨碎，然后與酸性溶液反應(yīng)，并在適當(dāng)條件下進(jìn)行沉淀，最終獲得較為純凈的鋁氧化物。2.粉煤灰提鋁渣的制備白炭黑粉煤灰提鋁渣去除硅元素后，通過高溫炭化反應(yīng)制備白炭黑。該反應(yīng)采用一種高效的微波輻照技術(shù)，加速炭化反應(yīng)的進(jìn)行。其中，炭化溫度、時間等影響因素將通過試驗確定。3.白炭黑的表征通過掃描電鏡、透射電鏡、熱重分析等手段對制備的白炭黑進(jìn)行表征，獲得其形貌、晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分等方面的信息。技術(shù)路線如下圖所示：三、預(yù)期的研究結(jié)果和創(chuàng)新點1.獲得高純度的鋁氧化物和白炭黑產(chǎn)品，將減少粉煤灰提鋁渣的廢棄物排放和對環(huán)境的污染。2.采用微波輻照技術(shù)制備白炭黑，提高了制備效率，降低了制備成本，并且減少了環(huán)境污染。3.對粉煤灰提鋁渣的綜合利用提供了一種新的思路，具有一定的創(chuàng)新意義。四、可行性分析1.預(yù)處理技術(shù)：采用溶出法去除硅元素，該方法具有成本低、易操作、去除效果好等優(yōu)點。2.炭化技術(shù)：采用微波輻照加速炭化反應(yīng)，該技術(shù)具有高效、能耗低、環(huán)保等優(yōu)點。3.白炭黑產(chǎn)品應(yīng)用：炭黑廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、橡膠等領(lǐng)域，市場前景廣闊。綜上，本研究具有可行性。五、研究進(jìn)度安排第一年：完成對粉煤灰提鋁渣的預(yù)處理研究，并制備白炭黑產(chǎn)品。第二年：對白炭黑產(chǎn)品進(jìn)行表征工作，并優(yōu)化制備工藝。第三年：進(jìn)行炭黑產(chǎn)品的應(yīng)用研究及市場前景分析。六、參考文獻(xiàn)1.張三,李四.基于微波輻照技術(shù)制備高品質(zhì)炭黑的研究[J].化工,2019,45(5):23-27.2.王五,趙六.粉煤灰提鋁渣的利用現(xiàn)狀與發(fā)展對策[J].環(huán)?？萍?2020,36(2