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基本信息
- 項目名稱：
- 煤矸石的綜合利用
- 小類：
- 能源化工
- 簡介：
- 煤矸石的露天堆放帶來了嚴重的環(huán)境污染，是礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的主要污染源之一。面對大量的煤矸石資源，進行全面的矸石成份分析，選出合理的工藝流程進行化工生產(chǎn)，不但可以安置下崗職工，而且為國家回收能源創(chuàng)造經(jīng)濟效益。
- 詳細介紹：
- 本工藝介紹了工業(yè)固體廢物——煤矸石的現(xiàn)狀以及綜合利用情況，研究了一種新的利用煤矸石生產(chǎn)化工產(chǎn)品的技術(shù)。本方法成本低、能耗低，副產(chǎn)物價值高，無廢氣、廢水、廢渣產(chǎn)生，煤矸石的分解率高，原料價錢低，并回收催化劑反復(fù)使用，為煤矸石的高價值利用開辟了一條新的途徑。使煤矸石達到廢物無害化、減量化、資源化利用，保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，具有較好的社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。本方法的主要產(chǎn)物是白炭黑和氫氧化鋁，因此本文還介紹了白炭黑和氫氧化鋁的基礎(chǔ)知識，生產(chǎn)工藝，制備方法。通過一系列重要條件（溫度、pH值、烘干速率、中和、陳化時間、吸收液體積等）的試驗，得到了吸收法制備白炭黑的最佳工藝條件和范圍。試驗分為兩個階段。第一階段是分解率的研究階段，第二階段是進行生產(chǎn)時產(chǎn)品檢驗階段。第一階段是第二階段的基礎(chǔ)，第二階段是第一階段的延伸。將制得的白炭黑進行質(zhì)量檢測，得到滿意的效果，具有良好的市場前景。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的是為煤矸石的高價值利用開辟一條新的途徑，使煤矸石達到廢物無害化、減量化、資源化利用，保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。基本思路：（1）首先對煤矸石的化學(xué)組成進行分析測定; （2）通過條件實驗，得到提高煤矸石分解率的條件，以及氟硅酸溶解煤矸石的最佳條件。（3）進行基礎(chǔ)性實驗研究，對煤矸石制備白炭黑，氫氧化鋁的工藝原理、最佳反應(yīng)條件作細致的分析。（4）進行環(huán)境、經(jīng)濟、社會效益分析。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 本文研究了一項利用煤矸石生產(chǎn)化工產(chǎn)品的新技術(shù)，該技術(shù)成本低、能耗低、副產(chǎn)物價值高。煤矸石的分解率高，原料價格低廉，來源廣。催化劑可反復(fù)使用。本工藝產(chǎn)品全部回收，沒有廢渣。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 該工藝解決了煤矸石大量露天堆放帶來的環(huán)境污染及占用大量土地的問題，并從中生產(chǎn)出多種化工產(chǎn)品，使煤矸石達到廢物無害化、減量化、資源化利用，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，具有較好的社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 煤矸石的露天堆放帶來了嚴重的環(huán)境污染，是礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的主要污染源之一。面對大量的煤矸石資源，進行全面的矸石成份分析，選出合理的工藝流程進行化工生產(chǎn)，不但可以安置下崗職工，而且為國家回收能源創(chuàng)造經(jīng)濟效益。 本工藝介紹了煤矸石的現(xiàn)狀以及綜合利用情況，用煤矸石制取白炭黑、五水偏硅酸鈉、氫氧化鋁、聚合硫酸鋁等多項化工產(chǎn)品。本工藝成本低、能耗低、副產(chǎn)物價值高，無廢氣、廢水、廢渣產(chǎn)生，煤矸石的分解率高，催化劑可反復(fù)使用。主要產(chǎn)物是白炭黑，因此本文還介紹了白炭黑的基礎(chǔ)知識，國內(nèi)外生產(chǎn)應(yīng)用現(xiàn)狀，生產(chǎn)工藝，制備方法。通過一系列重要條件（溫度、pH值、烘干速率、中和、陳化時間等）的試驗，得到了吸收法制備白炭黑的最佳工藝條件和范圍。試驗分為兩個階段。第一階段是分解率的研究階段，第二階段是進行生產(chǎn)時產(chǎn)品檢驗階段。第一階段是第二階段的基礎(chǔ)，第二階段是第一階段的延伸。將制得的白炭黑進行質(zhì)量檢測，得到滿意的效果，具有良好的市場前景。
獲獎情況
- “挑戰(zhàn)杯”山東科技大學(xué)第六屆學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽三等獎
鑒定結(jié)果
- 經(jīng)青島科技大學(xué)檢測中心鑒定 —產(chǎn)品為白炭 經(jīng)山東省分析測試中心鑒定—產(chǎn)品達到了國家標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)國家有色金屬及電子材料分析測試中心鑒定 —產(chǎn)品為納米材料
參考文獻
- [1] 邊炳鑫，解強，趙由才． 煤系固體廢物資源化技術(shù)． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社. 2004：30-45 [2] 楊慧芬，張強． 固體廢物資源化． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：30-36 [3] 方軍良． 粉煤灰的活性激發(fā)技術(shù)與機理研究進展． 上海大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2002(3)：256-257 [4] 王景田． 談白炭黑（沉淀二氧化硅）標(biāo)準(zhǔn)的修訂． 化工標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量監(jiān)督,2000(1)：1-5 [5] 盧芳儀,盧愛軍． 高純二氧化硅的研制． 上海化工,2000,(6)：18-19. [6]陳壽椿,唐春元,于肇德． 重要無機化學(xué)反應(yīng)． 第三版. 上海:上?？萍汲霭嫔?1994(3)：1706-1708
同類課題研究水平概述
- 在國外，自20世紀(jì)60年代開始，煤矸石的綜合利用就已經(jīng)引起很多國家的重視，到70年代，法國、德國等國的煤矸石利用率已達30%～50%。英國將煤矸石的綜合利用，特別是對將熱電轉(zhuǎn)換引入到過程集成節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用進行了系統(tǒng)研究，其他產(chǎn)煤大國也有不少技術(shù)人員介入這一領(lǐng)域，開展專項研究工作。英國煤管局在1970 年成立了煤矸石管理處；波蘭和匈牙利聯(lián)合成立了海爾德克斯矸石利用公司，這些機構(gòu)專門從事煤矸石的處理和利用。美國礦業(yè)局從20世紀(jì)70年代開始，對所有的矸石山進行采樣分析，并做出煤矸石綜合利用規(guī)劃。美國利用“紅矸石”作建筑材料，是目前煤矸石用量里最大的一種途徑。在賓夕法尼亞州“紅矸石”被用于修整道路面。國外還報道了英、波、法、俄、日等國用煤矸石代替部分黏土顆粒生產(chǎn)水泥，取得了節(jié)煤、降低成本等效果。 我國綜合利用煤矸石已有幾十年的歷史，但到目前為止，我國的煤矸石綜合利用水平還不高，主要表現(xiàn)在技術(shù)裝備落后，企業(yè)規(guī)模小，發(fā)展后勁不足等方面，目前主要用于生產(chǎn)建筑材料、發(fā)電，或直接回填等。我國對煤矸石的總體利用率很低，一些技術(shù)含量高的煤矸石綜合利用技術(shù)還未得到廣泛應(yīng)用，競爭能力較差。 盡管煤矸石綜合利用已經(jīng)有了幾十年的歷史，國內(nèi)外對煤矸石綜合利用也進行了許多基礎(chǔ)性工作，但是迄今為止，有關(guān)煤矸石綜合利用的標(biāo)準(zhǔn)卻幾乎一個也未見到，更何況相對完整的標(biāo)準(zhǔn)體系了。 由此看來，對于煤矸石綜合利用的研究，是一個機會，也是一個挑戰(zhàn)。
