熔分赤泥生产无机纤维的基础研究

基本信息
批准号:51874138
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:龙跃
学科分类:
依托单位:华北理工大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李智慧,徐博,张遵乾,杜培培,窦冠雄,潘向阳,李神子
关键词:
成纤机制矿相控制赤泥调质冷却方式
结项摘要

Producing inorganic fiber using red mud as the main raw material not only realizes high value-added and large-scale utilization of red mud, but also avoids social and environmental problem such as occupation of land and ecological deterioration. This project intends to excavate several key theoretical issues which restrict the preparation of inorganic fiber using red mud, main research contents are as follows..1) Optimization mechanism for the composition, fluidity and mineralogical constitution of red mud fluxes would be determined. .2) Phase separation thermodynamics, mineralogical change and control mechanism of melting process of red mud would be studied..3) Optimization mechanism for the performance of red mud fiber would be investigated..A breakthrough in producing high-quality inorganic fiber by remelting red mud would achieved and basic theoretical problems in fiber-forming process of red mud melt would be solved in this project, building theoretical and experimental foundations for melting-separation red mud modifying process and melt fibrosis process. New theory system of Al-Si-R-based inorganic fiber would be built and the raw material melting system would be optimized, realizing the goal that production energy consumption is reduced , the performance of red mud fiber is optimized and the maximum utilization of red mud is no less than 40%.

以赤泥为主料生产无机纤维,既能够实现赤泥的高值规模化利用,又避免了土地占用、生态环境恶化等社会、环境问题。本项目将研究制约赤泥制备无机纤维的多项关键理论问题,主要内容包括:1)赤泥熔渣组成、流动性、矿相结构优化机理; 2)赤泥熔化过程分相热力学及矿相变化与控制机理;3)赤泥纤维性能优化机制。本项目旨在赤泥重熔生产高品质无机纤维研究方面取得突破,攻克赤泥渣熔体成纤过程中的基础理论问题,为熔分赤泥调质及熔体纤维化奠定理论和实验基础;建立Al-Si-R系无机纤维新理论体系,优化原料熔制制度,实现生产能耗降低、赤泥纤维性能优化及无机纤维中赤泥最大利用量不低于40%的目标。

项目摘要

赤泥作为氧化铝行业的典型大宗固废,目前年综合利用率不足7%,其大量堆存势必造成资源的浪费和环境污染。传统的赤泥利用途径虽范围广、技术多,但由于无法实现技术性、经济性、工业性的有效结合,仍存在利用量小、成本高、附加值低、大规模推广应用难等问题。高效回收赤泥中有价金属铁后的熔分赤泥经改性采用离心法制备高品质无机纤维,是一种实现赤泥高附加值、大规模资源化的新思路、新方法,具有广泛的应用前景。在当前“双碳”目标及“两山”理念的大背景下,对工业大宗固废综合利用与资源循环型经济发展具有重要意义。本项目采用微观结构分析、宏观性能分析、分子动力学模拟、热力学及流场、温度场模拟,结合半工业化实验等手段和方法,对熔分赤泥物化特性、改性机制,改性熔分赤泥熔体离心成纤机理、传热特性、纤维化过程多因素协同调控机制进行了相关研究,形成了熔分赤泥改性重熔离心成纤关键技术,为熔分赤泥低能耗制备高品质无机纤维的产业化提供理论及技术支撑。研究结果表明:熔分赤泥制备无机纤维是可行的,但需对其进行“提硅降铝适量加钙”改性。基于SiO2-Al2O3-CaO-Na2O-TiO2五元渣系,选用SiO2/Al2O3和CaO/Na2O质量比为设计参数,对熔分赤泥进行改性,改性熔分赤泥熔体结构是以[SiO4]、[AlO4]四面体为主要组成的网络结构,改性原料体系SiO2/Al2O3不高于1.5,CaO/Na2O不高于3.0;改性熔体出炉温度应高于适宜成纤最低温度67.26~89.24℃。选用石英砂、白云石为改性剂对熔分赤泥改性并制备无机纤维,随着熔分赤泥配加量的增加,无机纤维直径呈现先增大再减小后增大趋势,渣球含量呈先减小后增加再减小趋势,而含水率变化不明显;提高熔体出炉温度和离心辊转速均可有效改善无机纤维直径和渣球含量,但对无机纤维含水率影响不大。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
2

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
3

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

DOI:10.3724/ SP.J.1123.2019.04013
发表时间:2019
4

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

DOI:
发表时间:2020
5

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

DOI:
发表时间:2018

龙跃的其他基金

批准号:61403176
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61773187
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

赤泥脱碱及其高效综合利用基础研究

批准号:51172155
批准年份:2011
负责人:杨久俊
学科分类:E0202
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

基于地聚物结构理论的赤泥无机聚合材料的合成机理研究

批准号:51304216
批准年份:2013
负责人:刘万超
学科分类:E0412
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

碱激发赤泥矿渣水泥及其物理化学基础研究

批准号:59774034
批准年份:1997
负责人:潘志华
学科分类:E0410
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
4

废旧阴极直接还原高铁赤泥回收铁铝的基础研究

批准号:51664010
批准年份:2016
负责人:路坊海
学科分类:E0415
资助金额:37.00
项目类别:地区科学基金项目