赤泥碳酸化反應特性與機理研究.pdf

1、赤泥是煉鋁產生的堿性工業(yè)廢渣，能與溫室氣體 CO2發(fā)生碳酸化反應。本文利用加速碳酸化技術研究了赤泥碳酸化反應特性，反應動力學，反應過程及反應機理，提出了一種赤泥大體積綜合利用新工藝。具體研究結果如下：
　　1.赤泥的種類，水固比、CO2分壓、碳酸化反應時間等因素對赤泥CO2固化量影響較大。相比拜耳法赤泥，燒結法赤泥因含有大量的硅酸二鈣等鈣質礦物具有較高的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

2、達到最大，此時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內提高幅度較高，0.3-1MPa內提高幅度較??；隨著碳酸化反應時間的延長，CO2固化量提高，但提高幅度逐漸降低，0-8h內提高幅度較大，8-24h提高幅度較小。
　　2.赤泥碳酸化反應過程是一個放熱過程，在0～30min內放熱速率較快，30min后放熱速率逐漸減緩，赤泥加速碳酸化過程是一個受擴散速率控制的過程，試

3、驗結果跟楊德爾動力學模型相吻合，相關性系數(shù)R2=0.984。
　　3.赤泥碳酸化主要產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)狀結構。赤泥碳酸化反應產物的賦存狀態(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。赤泥碳酸化反應后浸出液pH值從12降到8.7。赤泥碳酸化反應過程主要是鈣離子的溶出及硅酸鹽結構的重組。<