白炭黑的制備酸浸動力學(xué)及應(yīng)用研究.pdf

1、高嶺土作為一種重要的工業(yè)原料得到廣泛應(yīng)用,但經(jīng)酸浸提取了有價金屬后產(chǎn)生的大量酸浸渣的綜合利用率很低,并且廢渣占用土地,污染環(huán)境,因此合理處理高嶺土渣也就成為了一項緊迫的任務(wù)。高嶺土渣的主要成分為無定形的二氧化硅,SiO2含量約為81％,因此是生產(chǎn)白炭黑的理想原料。
　　 本論文系統(tǒng)地研究了機械研磨對高嶺土渣制備白炭黑樣品的物理化學(xué)性能的影響。高嶺土渣研磨不同時間后在100℃用鹽酸(20wt.％)酸浸反應(yīng)2 h。采用x-射線衍射(

2、XRD)、紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)、粒度分析、比表面分析及SiO2含量分析對樣品進行檢測,結(jié)果表明機械研磨使得高嶺土渣的晶體結(jié)構(gòu)受到破壞,樣品的無定形度隨著研磨時間的延長而增加；Si-O-Al和Al-OH鍵隨研磨時間的延長強度逐漸減弱,有利于樣品的進一步酸浸；同時機械研磨導(dǎo)致粉體顆粒粒度變小。制備的白炭黑樣品中SiO2含量隨研磨時間的延長逐漸增大,最大值大于92％,樣品的比表面積最大值為167.84 m2/g,但是隨著研

3、磨時間的繼續(xù)延長,SiO2含量和比表面積都呈下降趨勢。晶體結(jié)構(gòu)的破壞和無定形化有利于酸浸過程的進行,從而使白炭黑樣品的SiO2含量和孔結(jié)構(gòu)得到改善。
　　 對高嶺土渣酸浸動力學(xué)的研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)過機械研磨處理后,高嶺土渣的酸浸反應(yīng)活化能降低。高嶺土渣未研磨酸浸反應(yīng)活化能為43.01 kJ/mol,研磨活化4 h后酸浸反應(yīng)活化能為23.96 kJ/mol,表明高嶺土渣未研磨浸出過程屬于化學(xué)反應(yīng)控制,經(jīng)過機械研磨活化4 h后浸出過程為固

4、體產(chǎn)物層內(nèi)擴散控制。機械研磨對高嶺土渣有很好的活化效果,對浸出過程具有顯著的影響。
　　 為了探索白炭黑作為催化劑載體應(yīng)用的可能性,采用溶膠-凝膠法改性白炭黑,采用浸漬法制備了一系列不同鈦硅比(摩爾比)的V2O5-WO3/TiO2-SiO2催化劑,利用XRD、IR和比表面分析對催化劑樣品的結(jié)構(gòu)進行了表征,并對樣品催化降解氣相鄰二氯苯(o-DCB)的性能進行了評價。研究結(jié)果表明,不同鈦硅比對催化劑的結(jié)構(gòu)和催化活性有顯著影響,釩在載