• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
Box-Behnken模型优化煤系高岭土增白实验研究及表征
  • 104
  • 作者

    王兴峰刘豹李彩霞洪琰孙得智宁琴

  • 单位

    辽宁工程技术大学矿业学院阜新市海州区人民政府

  • 摘要
    本文以山西塔山煤系高岭土为原料,采用“先煅烧后漂白”工艺进行增白实验研究;通过单因素实验探究煅烧、化学漂白阶段的工艺参数,并对化学漂白阶段进行Box-Behnken响应面实验,优化制备工艺参数;并采用XRD、SEM和FT-IR等手段对原料及实验各阶段产物进行表征,分析其理化性质以探究增白机理。实验结果表明:在煅烧温度950℃、恒温时间3.0h和NaCl用量2%的煅烧条件下可获得煅烧白度为83.51%的样品(CK);响应面回归模型的相关系数R2=0.9979,优化模型可信度较高;化学漂白实验四因素对白度的影响显著性关系:草酸用量>Na2S2O4用量>矿浆pH值>反应温度;在矿浆pH值为3.6、Na2S2O4用量3.4%、草酸用量3.9%和反应温度38℃的响应面优化方案下对样品CK进行化学漂白,最终产品Fe2O3含量由原先的1.93%降至0.28%,白度由5.72%升至90.09%,满足GB/T 14563-2020优质高岭土白度要求。TG-DSC、XRD、SEM和FT-IR分析结果表明,原料的主要成分为高岭石,经950℃煅烧3.0h后其晶体结构发生变化,形成无定型且活性更高的偏高岭石,而未形成莫来石;化学还原漂白过程对偏高岭石内部结构影响甚微,即不会破坏偏高岭石的晶体结构。
  • 关键词

    煤系高岭土Box-Behnken模型煅烧化学漂白工艺优化

  • 文章目录
    0 引言
    1 实验材料与方法
    1.1 原料
    1.2 实验过程与方法
    1.2.1 煅烧实验
    1.2.2化学漂白实验
    1.3 测试与表征方法
    2 结果与讨论
    2.1 煅烧实验结果分析
    2.1.1煅烧温度对煅烧白度的影响
    2.1.2 恒温时间对煅烧白度的影响
    2.1.3 NaCl用量对煅烧白度的影响
    2.2 化学漂白单因素实验
    2.3 响应面实验设计与结果分析
    2.3.1 回归模型建立及分析
    2.3.2 回归模型方差分析
    2.3.3 响应曲面分析
    2.3.4 响应面优化与验证实验
    2.4 煤系高岭土增白过程的表征
    2.4.1 TG-DSC分析
    2.4.2 SEM及XRD分析
    2.4.3 FT-IR和化学成分分析
    2.5 煤系高岭土增白机理分析
    3 结 论
  • 引用格式
    王兴峰,刘豹,李彩霞,洪琰,孙得智,宁琴.Box-Behnken模型优化煤系高岭土增白实验研究及表征[J/OL].煤炭转化:1-17[2023-06-15].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1163.TQ.20230227.1411.004.html
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