赤泥的综合利用研究

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1、摘要赤泥是氧化铝工业产生的强碱性固体废渣。我国每年产生的赤泥为3000万吨以上，目前赤泥大多仍采用筑坝的方式进行堆存，占用了大量土地，也对环境和水资源造成了严重的污染。赤泥富含Fe、Al、Si、Ti等活性成分是一种宝贵的二次资源。因此，赤泥的无害化处理和资源化利用是氧化铝行业急需解决的难题。由于CH4裂解只产生碳和氢气，不存在COx，简化了氢气的纯化过程。因此，甲烷催化裂解成为一条替代甲烷催化重整、甲烷部分氧化等传统工艺生产氢的有效路径。本文以拜耳法赤泥作为研究对象，采用酸溶-过滤-碱沉淀法对其进行改性处理。采用现代分析测试手段对催化剂样品进行表征和分析，然后利用常

2、压气固相催化反应实验装置研究其催化CH4分解制氢性能。结果显示，通过改性处理的赤泥有更高的甲烷裂解催化活性，同时煅烧温度会影响改性赤泥的催化活性，结果证明低温煅烧更有利于甲烷裂解反应的进行。关键词：赤泥；改性处理；催化剂；甲烷催化裂解；制氢AbstractRedmudissolidwasteproducedinaluminaindustry.InChinaredmudisproducedmorethan30milliontonseachyear,Atpresent,redmudmostisdammedtostockpiling,whichnotonlyoccupym

3、uchlandbutalsocausepollutionoftheenvironmentandgroundwater.Inaddition,redmudarerichinFe,Al,Si,Tiandotheractiveingredients,it’surgenttosolvetheproblemthoughsafedisposalandutilizationofredmudofthealuminaindustry.SinceCH4pyrolysisproducesonlycarbonandhydrogen,nootherCOxgases,whichmakeshyd

4、rogenpurificationprocesssimplified.Therefore,thecatalyticcrackingofmethanebecomeavalidpathtoreplacemethanecatalyticreforming,partialoxidationofmethaneandothertraditionalcrafttoproducthydrogen.Inthispaper,Bayerredmudastheresearchobject,usingtheacid-soluble-alkaliandacidprecipitation-fil

5、tration-itsalkalineprecipitationmodification,catalystsamplescharacterizedwereanalyticsbymeansofamoderncatalystandthenusepressurizedgas-solidreactionexperimentalphasecatalyticdeviceCH4decompositionofhydrogencatalyticperformance.Theresultsshowedthatredmudthroughmodification,havehighermet

6、hanecatalyticcrackingactivityofthecatalystperformancethoughdifferent　temperaturesfoundmoreconducivetohigh-temperaturepyrolysisofmethanereaction,toimprovetheconversionrateofmethanehydrogencrackingbigbeneficial.Keywords:redmud;modification;catalyst;methanecatalyticcracking;hydrogen目录摘要IA

7、bstractII1引言11.1赤泥的概述11.1.1赤泥的产生11.1.2赤泥的基本性质31.1.3赤泥的危害51.2赤泥的利用现状61.2.1建筑和结构材料71.2.2综合回收81.2.4催化剂101.2.4.2氨分解制氢121.3甲烷催化裂解催化剂研究进展131.4论文研究内容及创新之处141.4.1研究内容141.4.2创新点142试验方法152.1实验原料152.2主要实验仪器162.3催化剂的制备162.3.1酸溶-过滤-碱沉淀法162.4催化甲烷裂解的过程172.5样品物化性质表征182.5.1综合热分析仪（TG）182.5.2X射线荧光分析仪（X