高性能活性白土的制備工藝及其機(jī)理研究
來(lái)源：中國(guó)凹凸棒土網(wǎng) 01-30 07:07
活性白土是膨潤(rùn)土原礦經(jīng)過(guò)無(wú)機(jī)酸活化后得到的一種層狀材料，具有許多微孔，比表面積很大，物理化學(xué)性能突出，目前已廣泛應(yīng)用于石油、化工、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域，活性白土的研究具有廣闊的應(yīng)用開發(fā)前景。為了進(jìn)一步提高活性白土的性能，減少生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)機(jī)酸的使用量以及廢酸的排放量，本文對(duì)活性白土的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了創(chuàng)新和改進(jìn)，并對(duì)其反應(yīng)過(guò)程機(jī)理進(jìn)行了探索，對(duì)活性白土的工業(yè)化生產(chǎn)提供了指導(dǎo)依據(jù)。
半干法活性白土制備工藝解決了傳統(tǒng)濕法生產(chǎn)中膨潤(rùn)土晶體結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，廢酸排放量大，產(chǎn)品性能不高等缺點(diǎn)，通過(guò)對(duì)工藝條件的優(yōu)化，制備出高活性度、高脫色率的活性白土。結(jié)果表明：半干法能夠大大降低無(wú)機(jī)酸的濃度、酸的用量和反應(yīng)溫度，節(jié)約了生產(chǎn)成本，與傳統(tǒng)濕法生產(chǎn)工藝相比，活性白土的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，未造成嚴(yán)重的晶體溶解。
半干法制備工藝中無(wú)機(jī)酸改性劑一次性加入到反應(yīng)體系中，起始反應(yīng)時(shí)體系呈現(xiàn)與傳統(tǒng)濕法相同的狀態(tài)，不利于膨潤(rùn)土的活化，為此，提出制漿干燥法制備活性白土工藝，該工藝中無(wú)機(jī)酸改性劑分次加入到反應(yīng)體系中，維持反應(yīng)體系濕含量在一定范圍內(nèi)，使其處于液-固界面反應(yīng)狀態(tài)。結(jié)果表明：制漿干燥法無(wú)機(jī)酸改性劑的酸濃度和酸用量進(jìn)一步降低，產(chǎn)品性能有所提高。其機(jī)理研究表明：維持物料的濕含量在一定范圍內(nèi)時(shí)，水份和HCl分子的汽化速率較快，增加改性劑的湍動(dòng)程度，能夠明顯提高酸改性劑中H+的傳質(zhì)速率，反應(yīng)時(shí)間與半干法相比有所縮短；反應(yīng)過(guò)程中酸的濃度會(huì)隨著補(bǔ)加酸次數(shù)的增多而逐漸提高；鋁離子溶出量較傳統(tǒng)法小，對(duì)膨潤(rùn)土晶體的破壞程度減??；XRD結(jié)果表明制漿干燥法制備的活性白土結(jié)構(gòu)優(yōu)于傳統(tǒng)濕法。
廢酸循環(huán)法是對(duì)傳統(tǒng)硫酸濕法的改進(jìn)，解決了傳統(tǒng)濕法生產(chǎn)中對(duì)膨潤(rùn)土結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，廢酸排放量過(guò)大等問(wèn)題，廢酸循環(huán)工藝可以對(duì)全部廢酸進(jìn)行回收再利用，而且由于改性劑中存在大量金屬離子，在活化過(guò)程中能夠限制膨潤(rùn)土晶層中的金屬離子溶出，起到保護(hù)作用。結(jié)果表明：硫酸用量比傳統(tǒng)濕法減少50％以上，活性白土的活性度和菜油脫色率明顯提高。機(jī)理研究表明：?jiǎn)我蛩貙?shí)驗(yàn)中，活性度和脫色率達(dá)到最佳值后保持穩(wěn)定；硫酸反應(yīng)前后的損耗量明顯減少；活性白土的密度大于傳統(tǒng)濕法的密度，且鋁離子溶出量相對(duì)傳統(tǒng)濕法較低，XRD結(jié)果也表明對(duì)膨潤(rùn)土結(jié)構(gòu)的破壞較小。
活性白土制備工藝的創(chuàng)新和改進(jìn)，不僅能夠得到高性能的活性白土，而且高性能的活性白土可以用于膨潤(rùn)土的深加工領(lǐng)域，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)對(duì)高性能活性白土的巨大需求空白，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
收起∧
doi：
10.7666/d.y1598964
關(guān)鍵詞：
活性白土 制備工藝 半干法 制漿干燥法 廢酸循環(huán)法
作者：
盧國(guó)慶
學(xué)位授予單位：
廣西大學(xué)
授予學(xué)位：
碩士
學(xué)科專業(yè)：
化學(xué)工藝
導(dǎo)師姓名：
韋藤幼
學(xué)位年度：
2009
語(yǔ)種：
中文
分類號(hào)：
TB383
在線出版日期：
2010年10月08日
半干法活性白土制備工藝解決了傳統(tǒng)濕法生產(chǎn)中膨潤(rùn)土晶體結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，廢酸排放量大，產(chǎn)品性能不高等缺點(diǎn)，通過(guò)對(duì)工藝條件的優(yōu)化，制備出高活性度、高脫色率的活性白土。結(jié)果表明：半干法能夠大大降低無(wú)機(jī)酸的濃度、酸的用量和反應(yīng)溫度，節(jié)約了生產(chǎn)成本，與傳統(tǒng)濕法生產(chǎn)工藝相比，活性白土的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，未造成嚴(yán)重的晶體溶解。
半干法制備工藝中無(wú)機(jī)酸改性劑一次性加入到反應(yīng)體系中，起始反應(yīng)時(shí)體系呈現(xiàn)與傳統(tǒng)濕法相同的狀態(tài)，不利于膨潤(rùn)土的活化，為此，提出制漿干燥法制備活性白土工藝，該工藝中無(wú)機(jī)酸改性劑分次加入到反應(yīng)體系中，維持反應(yīng)體系濕含量在一定范圍內(nèi)，使其處于液-固界面反應(yīng)狀態(tài)。結(jié)果表明：制漿干燥法無(wú)機(jī)酸改性劑的酸濃度和酸用量進(jìn)一步降低，產(chǎn)品性能有所提高。其機(jī)理研究表明：維持物料的濕含量在一定范圍內(nèi)時(shí)，水份和HCl分子的汽化速率較快，增加改性劑的湍動(dòng)程度，能夠明顯提高酸改性劑中H+的傳質(zhì)速率，反應(yīng)時(shí)間與半干法相比有所縮短；反應(yīng)過(guò)程中酸的濃度會(huì)隨著補(bǔ)加酸次數(shù)的增多而逐漸提高；鋁離子溶出量較傳統(tǒng)法小，對(duì)膨潤(rùn)土晶體的破壞程度減??；XRD結(jié)果表明制漿干燥法制備的活性白土結(jié)構(gòu)優(yōu)于傳統(tǒng)濕法。
廢酸循環(huán)法是對(duì)傳統(tǒng)硫酸濕法的改進(jìn)，解決了傳統(tǒng)濕法生產(chǎn)中對(duì)膨潤(rùn)土結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，廢酸排放量過(guò)大等問(wèn)題，廢酸循環(huán)工藝可以對(duì)全部廢酸進(jìn)行回收再利用，而且由于改性劑中存在大量金屬離子，在活化過(guò)程中能夠限制膨潤(rùn)土晶層中的金屬離子溶出，起到保護(hù)作用。結(jié)果表明：硫酸用量比傳統(tǒng)濕法減少50％以上，活性白土的活性度和菜油脫色率明顯提高。機(jī)理研究表明：?jiǎn)我蛩貙?shí)驗(yàn)中，活性度和脫色率達(dá)到最佳值后保持穩(wěn)定；硫酸反應(yīng)前后的損耗量明顯減少；活性白土的密度大于傳統(tǒng)濕法的密度，且鋁離子溶出量相對(duì)傳統(tǒng)濕法較低，XRD結(jié)果也表明對(duì)膨潤(rùn)土結(jié)構(gòu)的破壞較小。
活性白土制備工藝的創(chuàng)新和改進(jìn)，不僅能夠得到高性能的活性白土，而且高性能的活性白土可以用于膨潤(rùn)土的深加工領(lǐng)域，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)對(duì)高性能活性白土的巨大需求空白，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
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10.7666/d.y1598964
關(guān)鍵詞：
活性白土 制備工藝 半干法 制漿干燥法 廢酸循環(huán)法
作者：
盧國(guó)慶
學(xué)位授予單位：
廣西大學(xué)
授予學(xué)位：
碩士
學(xué)科專業(yè)：
化學(xué)工藝
導(dǎo)師姓名：
韋藤幼
學(xué)位年度：
2009
語(yǔ)種：
中文
分類號(hào)：
TB383
在線出版日期：
2010年10月08日
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