【正文】 經(jīng)改性 處理后，赤泥的表面積 由 8 m2/g 急劇增加到 225 m2/g，總孔容 由 cm3/g 增至 cm3/g， 表面性質(zhì)得到極大的改善。32（ a）（ b） 可知赤泥原樣的顆粒較大，成塊狀，孔結(jié)構(gòu)少，而改性后的赤泥顆粒小分布均勻 其結(jié)構(gòu)明顯更為疏松 ，孔結(jié)構(gòu)更加發(fā)達。但是， MRM450 從 200℃ 左右到 800℃ 失重 45%， 原因是這一階段催化劑內(nèi)的 部分氫氧化物的分解 ，例如三水鋁石分解為一水軟鋁石，部分一水軟鋁石（來源于少量三水鋁石分解）分解為 γAl2O3和部分針鐵礦分解為赤鐵礦 。 （ 1）分別稱取 MRM450 和 MRM600 催化劑裝入固定床反應(yīng)裝置，連接好實驗裝置（包括甲烷氣瓶、管式加熱爐、氣體成分在線分析儀、尾氣管），打開甲烷瓶總 閥、減壓閥，保持減壓閥壓力在 ~ 之間；調(diào)節(jié)流量使甲烷流量恒定為 40mL/min。 催化劑性能測試 改性前后催化劑性能研究 催化反應(yīng)在常壓氣固相催化反應(yīng)實驗裝置（常壓固定床）中進行，該系統(tǒng)主要包括反應(yīng)系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)（本實驗未使用）。 本論文 所用的 能量色散 X射線熒光分析儀為帕納科公司 Magix PW2403型波長色散 X 射線熒光光譜儀，端窗 X 射線管，陽極銠（ Rh）靶， 5 塊分光晶體，閃爍探測器和流氣正比探測器，流氣正比探測器使用 P10 氣體 ( A r + C H4混合氣， CH4占 10％ (體積分數(shù) ))，真空光路，準直器面罩 27 mm，高壓發(fā)生器最大輸出功率 3 kW，最大輸出電壓 60 kV，采用粉末壓片法制樣。先通入N2（流量 40ml/min）進行升溫，升到預(yù)設(shè)的反應(yīng)溫度后停止通入 N2，再通入 CH4（流量 40ml/min）進行反應(yīng)。 （ 2） 利用改性赤泥催化甲烷裂解，提高了赤泥的催化活性，為赤泥催 化應(yīng)用提供了一個新的研究思路。 目前，世界面臨著兩大挑戰(zhàn)：不斷增長的能量需求與日趨緊迫的環(huán)境問題的困擾。結(jié)果顯示， Ni (1 1 0) 比 Ni (1 1 1) 和 Ni (2 1 1)具有更好的氨分解活性，這就意味著鎳基催化劑催化氨分解反應(yīng)是結(jié)構(gòu)敏感型反應(yīng)。 4) 從經(jīng)濟的角度看，與甲醇重整相比，氨分解是更為經(jīng)濟的制氫方式。而以化石燃料為基礎(chǔ)的工業(yè)制氫過程主要存在以下問題： 1) 氫氣的運輸和儲存問題； 2) 對于一步制氫反應(yīng)裝置 和催化劑的穩(wěn)定性。同時還發(fā)現(xiàn)， ARM 對蒽油 中萘的氫化能力與 RM 相比提高的并不多，與之前的研究（ ARM 對純萘的氫化能力與 RM 相比顯著提高）不相符 ， 這表明 ARM 對單一多環(huán)芳香烴（萘）和復(fù)雜多環(huán)芳香烴混合物（蒽油）的催化活性不同。赤泥經(jīng)酸處理后活性增強是因為除去 了赤泥中大部分 的 Ca 和 Na， 表面積增加了 142％。另外， 在應(yīng)用于該反應(yīng)時 赤泥不必像貴金屬催化劑一樣 需要 回收再利用。但目前僅處于實驗階段．對于赤泥吸附有毒有 害物質(zhì)的吸附機理分析主要是吸附和化學沉淀．其反應(yīng)動力學理論及更深層次的凈水機理還有待進一步的研究：且拜耳法赤泥本身成分復(fù)雜，屬于強堿性廢渣，用其處理廢水會導(dǎo)致水體的 pH 值發(fā)生變化，并造成二次污染，給水體 帶進新的污染因素。直接吸附廢氣；濕法則是利用赤泥中的堿成分與酸性氣體反應(yīng)而處理廢氣。赤泥中 Ti02的回收一般都采用酸 (硫酸、鹽酸、磷酸 )處理法。直接用 Na2C03處理赤泥也可獲得 Na2Si03溶液。堿法分為氧化鈣法和碳酸鈉法。 綜合回收 拜耳法赤泥中含有豐富的鐵、鋁、鈣、硅等有用的金屬和非金屬元素以及鈦Ti、鈧 Sc、鋯 Zr 等貴金屬元素，這是一種寶貴而豐富的二次資源 [2629]。 赤 泥的利用現(xiàn)狀 圖 12 介紹了當前赤泥的一些潛在應(yīng)用領(lǐng)域 [46, 1012]：包括建筑材料 [46,1012]、金屬回收 [12, 1320]、吸附劑 [2735]和催化應(yīng)用等，但這些研究 大多處于實驗室階段，未能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。其中，凝聚體膠結(jié)劑為游離氧化物，集粒體膠結(jié)劑為 CaCO3。 表 1． 1 是不同的生產(chǎn)方法產(chǎn)生的赤泥的化學成分。化 學成分分析顯示，赤泥主要包含硅、鋁、鐵、鈣、鈦，以及一些次要成分：鈉、鉀、鉻、釩、鎳、鋇、銅、錳、鉛、鋅等。分離氫氧化鋁后的碳酸鈉溶液 (即循環(huán)母液 )和硅渣再配鋁土礦和石灰石燒結(jié)。后來人們也研究了幾種燒結(jié)法，但目前用在工業(yè)上的只有堿石灰燒結(jié)法，即通常所說的燒結(jié)法。拜耳法 包括 兩個 主要的 過程，一是鋁酸鈉溶液的晶種分解過程，氧化鈉和 氧化鋁摩爾比為 的鋁酸鈉溶液在常溫下，只要添加氫氧化鋁作為晶種， 并 不斷攪拌，溶液中的 鋁酸鈉便可以 轉(zhuǎn)化為 氫氧化鋁 而 徐徐析出，直到其中的氧化鈉和氧化鋁摩爾比提高到 6 為止。 catalyst。因此，赤泥的無害化處理和資源化利用是氧化鋁行業(yè)急需解決的難題。本人授權(quán) 大學可以將 本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學位論文。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫 3）畢業(yè) 論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 指導(dǎo)教師評閱書 指導(dǎo)教師評價： 一、撰寫（設(shè)計）過程 學生在論文（設(shè)計）過程中的治學態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生綜合運用所學知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評閱教師評閱書 評閱教師評價： 一、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文 （設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 教研室（或答辯小組）及教學系意見 教研室（或答辯小組）評價： 一、答辯過程 畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要點和見解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對答辯問題的反應(yīng)、理解、表達情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評定成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年 月 日 教學系意見： 系主 任： （簽名） 年 月 日 摘 要 赤泥是氧化鋁工業(yè)產(chǎn)生的強堿性固體廢渣。結(jié)果顯示，通過改性處理的赤泥有更高的甲烷裂解催化活性，同時煅燒溫度會影響改性赤泥的催化活性，結(jié)果證明低溫煅燒更有利于甲烷裂解反應(yīng)的進行。 按礦石品位、生產(chǎn)方法和技術(shù)水平的不同，每生產(chǎn) 1 t 氧化鋁大約要排放 t 赤泥。目前，全世界生產(chǎn)的氧化鋁 和 氫 氧化鋁，有 90%以上是采用拜耳法生產(chǎn)的。分離赤泥后的粗液經(jīng)脫硅，二氧化硅以含水鋁硅酸鈉析出，此沉淀物稱為鈉硅渣或硅渣。我國第一家氧化鋁廠 — 山東鋁廠于 1954 年投產(chǎn)，采用堿石灰燒結(jié)法生產(chǎn)工藝，后來進行擴產(chǎn)改造。此外，赤泥還具有塑性良好、含水量大、壓縮性高、抗剪強度低等特點 [5]。在這一過程中，同時產(chǎn)生一系列的物理化學變化，經(jīng)膠結(jié)和結(jié)晶作用，赤泥由流塑狀態(tài)變?yōu)榭伤芑蛴菜軤顟B(tài)，并因此具有一定的結(jié)構(gòu)強度。 目前，我國大量的赤泥不能充分有效利用，其綜合利用率僅 4%，主要采用露天筑壩的方式堆存赤泥，這種處置方式不僅占用大量土地， 浪費資源， 還需要建設(shè)和日常維護管理的投入 ， 增加了企業(yè)生產(chǎn)氧化鋁和赤泥的處理成本 ；同時 赤泥中存在的氫氧化物、碳酸鹽、鋁酸鹽等使其具有很高的堿性 [11]， 赤泥中的堿還會向地下滲透，造成地下水體和土壤污染； 而干燥的赤泥則易形成飄塵，污染環(huán)境，造成可入肺顆粒物（ ） 濃度增加， 對人類和動植物的生存造成負面影響，惡化生態(tài)環(huán)境 [6]；另外赤泥 富含 Fe、 Al、 Si、 Ti 等活性成分，是一種寶貴的二次資源； 赤泥堆放過程中，其表面往往會形成一層白 “ 霜 ” ，而這層 “ 霜 ” 即 為從赤泥中析出的可溶性堿 [10]。因此，拜耳法赤泥可替代粘土用于燒結(jié)磚、微晶玻璃生產(chǎn)或用來做路基材料。從赤泥中回收鈉的方法可分為酸法和堿法?；厥?Fe 的方法有還原煅燒法、直接磁選法和硫酸亞鐵法等。地球上 75％． 80％的鈧資源是伴生在鋁土礦中的，在工業(yè)上生產(chǎn)氧化鋁時，鋁土礦中 98％以上的鈧會富集在赤泥里，赤泥中氧 化鈧一般會占到 ％左右，金屬鈧按每公斤 10 萬元． 15 萬元計，其潛在的經(jīng)濟價值還是相當可觀的 [20]。因此．拜耳法赤泥可用于污染氣體的處理。它不僅可以吸附廢水中 Cd“、 Zn2+、 Cu“、 Ni 如、 C，、 Pbh 等