北京化工大学-硕士研究生毕业答辩论述.ppt

甘肃临泽凹凸棒石及石膏复合矿的组成、结构及性能的研究 姓名： 导师： 2013年北京化工大学硕士毕业论文答辩 目录 背景介绍 1 2 研究方案 2 发表论文与研究成果 2 2 3 4 5 结果与讨论 结论 建材 涂料增稠剂 建材 建材 食用添加剂 食品 药用 中药：清热解毒 建材 天花板、石膏板 吸附性能、脱色性能、胶体性能 凹凸棒石 比表面积：146-210m2/g 阳离子交换容：15-40 meq/100g 强度大，耐磨性、耐水性好 失水生成半水和无水石膏 石膏 CaSO4·2H2O 1.背景介绍 层链状含水富镁铝硅酸盐粘土矿物 图1 临泽复合矿矿区剖面图 1.背景介绍 甘肃临泽凹凸棒石及石膏复合矿 灰白色凹土，块状，干燥 灰黄色凹土，块状，干燥 混有凹土 混合石膏 透明石膏 砖红色凹土，块状，湿润 凹凸棒石粘土 原矿的表征 物化性能分析 组成分析 结构分析 比表面积 阳离子交换容 pH 白度 脱色力 胶体率 造浆率 碱处理 热处理 酸处理 改性对物化性能的影响 石膏 组成结构分析 原矿的表征 β半水石膏 α半水石膏 微波煅烧法 高温固相法 常压盐溶液法 半水石膏的制备 2.研究方案 表1 凹凸棒石粘土的主要化学组成 3.结果与讨论 3.1 凹凸棒石粘土的表征 3.1.1 凹凸棒石粘土的化学组成 Samples elementary analysis (wt %) SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 灰白色凹土 47.60 0.40 11.28 3.73 1.43 9.58 1.98 1.01 灰黄色凹土 34.96 0.35 9.96 3.25 3.42 5.57 1.96 0.95 砖红色凹土 30.49 0.34 5.88 2.21 3.56 7.76 2.04 0.91 CaO含量高于盱眙凹土，含有碳酸盐 SiO2、Al2O3、MgO含量较高，为主要成分 3.结果与讨论 3.1.2 凹凸棒石粘土的粒径分布 图1 灰白色凹土的粒径分布 图2 灰黄色凹土的粒径分布 图3 砖红色凹土的粒径分布 双峰：2-3μm、25-35μm 双峰：3-5μm、20μm 双峰：5μm、2-3μm 图4 灰白色凹土的TG/DTA曲线 3.结果与讨论 室温至100℃：表面吸附水和孔道吸附水释放 灰白土，242℃失去结晶水，600-800℃失去结构水，800℃以后结构破坏 灰黄、砖红土，200℃失去结晶水，470 ℃碳酸盐分解，650 ℃失去结构水，800℃以后结构破坏 3.1 凹凸棒石粘土原矿的表征 3.1.3 凹凸棒石粘土-TG/DTA 图5 灰黄色凹土的TG/DTA曲线 图6 砖红色凹土的TG/DTA曲线 主要含凹凸棒石和石英两种物质 灰白色凹土中还包含钠长石和钙长石 灰黄色凹土中还包含白云石、云母、方解石 砖红色凹土中还包含白云石、云母 含量分别为22.02%、23.86%、17.71% 单斜晶系 3.结果与讨论 3.1.4 凹凸棒石粘土的 XRD分析 图7 凹凸棒石粘土的XRD分析 (a)灰白色凹土，(b)灰黄色凹土，(c)砖红色凹土， （d）白云石，（e）石英，（f）凹凸棒石 3.结果与讨论 3.1.5 凹凸棒石粘土的 IR分析 图8 凹凸棒石粘土的IR分析 (a)灰白色，(b)灰黄色，(c)砖红色 中低频区(1300~600cm-1)是凹凸棒石的最强吸收带，凹凸棒石内部的硅氧间、铝氧键、镁氧键形成。 羟基的振动伸缩带： 3622cm-1，3548cm-1，吸附水的振动伸缩带： 3417cm-1 羟基的弯曲振动吸收带 ： 1648.18cm-1 低频区2个小峰，硅氧键弯曲振动的结果。 结晶度低 3.结果与讨论 3.1.6 凹凸棒石粘土的形貌分析 图9 凹的SEM、TEM照片 (a)(b)灰白色SEM， (c)灰黄色SEM，(d) 砖红色SEM，(e)(f)灰白色TEM 主要成分为粘土矿物和碎屑物。粘土矿物呈短棒土状、类椭球形或类短擀面棒形颗粒，表面呈鳞片状结构，粒径大小在0.5-1.5μm之间，碎屑物多呈棱角状。 球磨粉碎后的凹土由纳米颗粒堆积形成 凹凸棒石粘土 原矿的表征 物化性能分析 组成分析 结构分析 比表面积 阳离子交换容 pH 白度 脱色力 胶体率 造浆率 碱处理 热处理 酸处理 改性对物化性能的影响 石膏 组成结构分析 原矿的表征 β半水石膏 α半水石膏 微波煅烧法 高温固相法 常压盐溶液法 半水石膏的制备 2.研究方案 3.结果与讨论 3.2.1热处理、酸处理对比表面积的影响 图13 酸化温度对凹土比表面积的影响 图12 酸化时间对凹土比表面积的影响 图11 酸化浓度对凹土比表面积的影响 图10 煅烧温度对凹土比表