谈铝土矿铝土矿真空碳热还原—氯化实验及生命周期评价站

论文导读：27-29第二章真空碳热还原—氯化历程的热力学计算29-372.1热力学计算策略29-302.2铝土矿真空碳热还原历程的热力学计算30-352.2.1铝土矿中含水矿物分解的热力学计算30-312.2.2铝土矿碳热历程的热力学计算31-332.2.3铝土矿碳热还原产物的热力学计算33-352.3本章小结35-37第三章铝土矿真空碳热还原—氯化历程的实验探讨
摘要：金属铝具有比重小、导电导热性好、易于机械加工等多优良性能,广泛运用于国民经济各部门,已成为有色金属中产量和消费量最大的金属。生产金属铝的策略主要是电解法,但该法有着成本高、能耗高、污染严重等不足,且对原料要求高。针对现行铝工业生产的缺点,面对越发匮乏的高品位铝土矿资源,本论文采取铝土矿真空碳热还原—氯化法进行金属铝冶炼新策略的探讨。本论文介绍了铝土矿资源概况、金属铝生产的工业近况以及铝冶炼新工艺的探讨等,对铝土矿真空碳热还原—氯化历程的热力学和实验结果进行了系统的探讨和浅析,并对该工艺的生命周期环境影响进行了评价。热力学探讨表明：在100Pa的系统压力下,铝土矿中的含水矿物在623K左右就可脱水。碳热还原历程中,在高于873K的温度下,氧化铁及其还原产物与二氧化钛发生反应最终转变成TiC。反应温度在1373K以上时,高岭石与碳反应生成Al2O3和SiC。在TiO2向TiC转变完全地条件下,剩余的二氧化钛与SiC可在温度稍低于1473K时,发生反应生成TiSi2。在系统温度为1473K～1573K时,高岭石可与碳反应生成氧化铝和硅。铝土矿中氧化铁及其还原产物与氧化硅发生一系列反应,最后在1573K以上生成Fe3Si。SiO2及其还原产物与碳之间发生一系列反应生成硅,生成温度范围在763K～1697K之间。碳热还原阶段,温度在1773K时,Al2O3转变成Al4O4C、Al4Si和Al4C3。铝土矿真空碳热还原一氯化工艺的机理探讨显示：碳热还原温度为1373K时,铝土矿中的一水铝石已经完全分解成氧化铝,高岭石开始分解出微量的莫来石。1473K时,石英型的二氧化硅形成,之后与碳发生反应生成碳化硅,二氧化钛生成碳化钛。在1473K～1573K温度区间,莫来石与碳反应转变成氧化铝和碳化硅。温度升高到1673K时,Al3O2被还原成Al4O4C,Al4Si,Fe与SiC反应形成了Fe3Si。碳热还原后的渣相中未检测到钛与硅的化合物。氯化历程中,无水氯化铝主要是与渣相中的Al4O4C发生反应,碳化产物TiC、SiC和Fe3Si不参与氯化反应。铝土矿氯化后的产物主要是铝、硅。硅是二氧化硅生成的一氧化硅发生歧解而生成,金属铝是无水氯化铝与Al4O4C反应生成低价氯化铝,低价氯化铝再歧解生成。对铝土矿真空碳热还原—氯化法进行生命周期评价探讨,结果表明：铝土矿真空碳热氯化法制备金属铝的整个工艺历程中,原料消耗主要是铝土矿的消耗,在气态排放物中,CO2排放量最多,其次是CO和SO2。特点化后,该工艺产生的各类影响类型中,全球变暖(GWP)影响最大,其次是环境酸化(AP)和人体健康损害(HTP)。标准化后,环境影响类型最大的是温室效应,其次是酸化效应(AP)和光化学烟雾影响(POCP),不可再生资源消耗(ADP)最少。进行加权后,环境负荷最大的仍然是全球温室效应(GWP),其次是光化学烟雾(POCP),环境负荷影响最小的是人体健康损害(HTP)。该工艺环境影响主要的限制因素是冶炼历程的电能消耗,一方面可以通过降低反应温度、减少冶炼时间(尤其是氯化阶段)、提升金属铝的回收率及扩大实验设备等手段来减少电能的消耗,另一方面还可通过改善我国的火力发电结构,提升能源利用率等手段来降低该工艺的能耗及环境污染。关键词：铝土矿论文氧化铝论文真空碳热还原一氯化法论文生命周期评价论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要4-6
Abstract6-11
第一章 绪论11-29

1.1 铝土矿资源的近况11-15

1.1 全球铝土矿资源分布13

1.2 国内铝土矿资源分布13-15

1.2 铝工业生产策略概述15-17

1.2.1 化学法生产铝15

1.2.2 电解法生产铝15-17

1.3 炼铝新策略的探讨进展17-18

1.4 氯化法炼铝探讨近况18-20

1.4.1 真空碳热还原—氯化法炼铝的探讨进展19-20

1.4.2 真空碳热还原—氯化法炼铝的原理20

1.5 生命周期评价20-26

1.5.1 生命周期评价的进展21-22

1.5.2 生命周期评价的框架和内容22-24

1.5.3 生命周期评价的探讨和运用24-26

1.5.4 生命周期评价的作用26

1.6 本课题的目的及作用26-27

1.7 本课题主要探讨内容27-29

第二章 真空碳热还原—氯化历程的热力学计算29-37

2.1 热力学计算策略29-30

2.2 铝土矿真空碳热还原历程的热力学计算30-35

2.1 铝土矿中含水矿物分解的热力学计算30-31

2.2 铝土矿碳热历程的热力学计算31-33

2.3 铝土矿碳热还原产物的热力学计算33-35

2.3 本章小结35-37

第三章 铝土矿真空碳热还原—氯化历程的实验探讨37-53

3.1 实验的基本原理37

3.2 实验设备37-38

3.3 实验原料及流程38-39

3.4 检测仪器39-40

3.5 结果讨论与浅析40-50

3.5.1 铝土矿与碳不同配比的实验探讨40-41

3.5.2 铝土矿碳热历程机理浅析41-46

3.5.3 铝土矿碳热还原—氯化历程浅析46-50

3.6 本章小结50-53

第四章 铝土矿真空碳热还原氯化法制备金属铝的生命周期评价53-69

4.1 目的和范围的确定53-56

4.

1.1 探讨目的53-54

4.

1.2 探讨对象或范围54

4.

1.3 系统边界的确定54-55

4.

1.4 功能单位55

4.

1.5 系统利用的假设条件55-56

4.2 清单浅析56-59
4.

2.1 数据来源56

4.

2.2 资源消耗和环境排放的计算56-57

4.

2.3 物质的输入输出57-59

4.3 影响评价59-67
4.

3.1 分类61

4.

3.2 特点化61-63

4.

3.3 标准化63-65

4.

3.4 加权评估65-67

4.4 结果解释67-68

4.5 本章小结68-69

第五章 结论与展望论文导读：69-735.1主要结论69-705.2论新点70-715.3展望71-73参考文献73-79致谢79-81附录攻读硕士学位期间科研情况81上一页12
69-73

5.1 主要结论69-70

5.2 论新点70-71

5.3 展望71-73

参考文献73-79
致谢79-81
附录 攻读硕士学位期间科研情况81