赤泥碳酸化反應(yīng)特性與機(jī)理研究.pdf

1、赤泥是煉鋁產(chǎn)生的堿性工業(yè)廢渣，能與溫室氣體 CO2發(fā)生碳酸化反應(yīng)。本文利用加速碳酸化技術(shù)研究了赤泥碳酸化反應(yīng)特性，反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，反應(yīng)過(guò)程及反應(yīng)機(jī)理，提出了一種赤泥大體積綜合利用新工藝。具體研究結(jié)果如下：
　　1.赤泥的種類，水固比、CO2分壓、碳酸化反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)赤泥CO2固化量影響較大。相比拜耳法赤泥，燒結(jié)法赤泥因含有大量的硅酸二鈣等鈣質(zhì)礦物具有較高的CO2固化量；隨水固比的增大，赤泥CO2固化量先增大后降低，在水固比為0.1時(shí)

2、達(dá)到最大，此時(shí)CO2固化量為12.45％；隨著CO2分壓的提高，CO2固化量提高，但是提高幅度逐漸降低，0-0.3MPa內(nèi)提高幅度較高，0.3-1MPa內(nèi)提高幅度較小；隨著碳酸化反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，CO2固化量提高，但提高幅度逐漸降低，0-8h內(nèi)提高幅度較大，8-24h提高幅度較小。
　　2.赤泥碳酸化反應(yīng)過(guò)程是一個(gè)放熱過(guò)程，在0～30min內(nèi)放熱速率較快，30min后放熱速率逐漸減緩，赤泥加速碳酸化過(guò)程是一個(gè)受擴(kuò)散速率控制的過(guò)程，試

3、驗(yàn)結(jié)果跟楊德爾動(dòng)力學(xué)模型相吻合，相關(guān)性系數(shù)R2=0.984。
　　3.赤泥碳酸化主要產(chǎn)物為方解石晶體和非晶態(tài)SiO2凝膠，其中，非晶態(tài)二氧化硅凝膠是高度聚合的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。赤泥碳酸化反應(yīng)產(chǎn)物的賦存狀態(tài)為：非晶態(tài)SiO2包裹在未碳酸化的赤泥顆粒表面，方解石填充在顆?？障吨g。赤泥碳酸化反應(yīng)后比表面積增大，孔體積增大，平均孔徑減小。赤泥碳酸化反應(yīng)后浸出液pH值從12降到8.7。赤泥碳酸化反應(yīng)過(guò)程主要是鈣離子的溶出及硅酸鹽結(jié)構(gòu)的重組。<