《煤基固废资源化利用技术原理及工艺》在低碳环保和资源循环利用的时代背景下,为满足广大读者的需要编著而成。全书系统总结了前人研究成果和作者多年来的科研积累,侧重从基本原理和工业生产技术与设备等方面进行系统编著。内容主要包括:煤基固废的产生、分类与理化特性分析,煤矸石制备煅烧高岭土技术原理与工艺,粉煤灰建材化利用原理及工艺,煤矸石/粉煤灰化工提取技术原理及工艺,粉煤灰在农业领域的利用以及煤基固废资源化利用新技术发展趋势等。
《煤基固废资源化利用技术原理及工艺》围绕煤基固废(煤矸石、粉煤灰)的利用途径,系统阐述了其资源化利用的技术原理和工艺设备,收集了大量试验数据和生产运行数据,附有基本原理图、工艺流程图、设备装置图,以科学性、实用性为原则,深入浅出,可供大专院校相关专业师生科研指导和学习使用,以及化工、电力、冶金、建材、环保以及资源综合利用等行业领域内从事科学研究、技术开发、工程设计、生产管理等方面的人员使用。
循环经济研究在中国正方兴未艾。近十年来,我国循环经济从理论到实践都取得了重大进展,特别是在重点行业和领域取得了较好的经济和环境效益,在缓解资源约束、保护生态环境、应对气候变化、扩大就业范围、促进绿色转型、建设生态文明等方面发挥了重要作用。
《煤基固废资源化利用技术原理及工艺》-书体现了资源的综合利用,符合循环经济的发展方向。该书通过分离科学与工程、化学工程、环境科学与工程、热能工程、材料科学与工程等多学科的交叉,针对粉煤灰和煤矸石等煤基固废凸显的区域性产出量大与消纳量小的不平衡矛盾问题,在系统阐述粉煤灰和煤矸石的理化特性基础上,从规模化消纳角度出发,总结了煤基固废建材化利用技术原理及其工艺,包括煤基固废制备建筑墙体材料、复合水泥、地面材料、保温材料等;从高值化利用角度出发,提出了煤基固废化学提取及超微粉化利用技术原理及其工艺,包括煤基固废提取氧化铝、氧化硅等化工原料,煤基固废超微粉化制备橡塑填料、粉末涂料等。相关工作属于学科交叉创新的典范,具有重要的理论意义和现实意义。
山西大学程芳琴教授科研团队长期致力于煤炭废弃物资源化综合利用科学研究和技术开发,先后与北京大学、清华大学、中国科学院过程工程研究所、北京科技大学、中国矿业大学等高校和科研院所及相关企业进行协同创新,相关成果得到了国内外同行的肯定。编写组成员在程芳琴教授的带领下,对国家“863”计划项目、国家自然科学基金项目、山西省科技计划(重大)项目、山西省煤基重点科技攻关项目的研究成果进行了总结与凝练,这本著作正是该团队众多科研人员的智慧结晶。
该书内容丰富,体系完整,结构紧凑,逻辑严密,图文并茂,理论与实践相结合,原理与工艺相匹配,不仅是学科交叉最新科研成果的展示,更是近年来煤基固废高值化利用领域不可多得的集成之作、创新之作。
序
前言
第1章 煤基固废的产生、分类与理化特性分析
1.1 煤基固废的产生与分类
1.1.1 概述
1.1.2 煤矸石的产生及分类
1.1.3 粉煤灰的产生及分类
1.2 煤基固废的组成及理化特性
1.2.1 煤矸石的组成及理化特性
1.2.2 粉煤灰的组成及理化特性
1.3 煤基固废的分析方法
1.3.1 煤矸石的工业分析
1.3.2 煤矸石中有机质的元素组成
1.3.3 煤矸石的发热量测定
1.3.4 粉煤灰的化学组成
1.3.5 粉煤灰的烧失量
1.3.6 粉煤灰的物相分析
1.3.7 粉煤灰的高温熔融特性
1.3.8 粉煤灰的粒度分布测定
参考文献
第2章 煤矸石制备煅烧高岭土技术原理与工艺
2.1 概述
2.2 高岭石质煤矸石煅烧技术原理
2.2.1 高岭石质煤矸石煅烧处理的意义
2.2.2 煅烧反应的分类
2.2.3 高岭石质煤矸石煅烧的技术原理
2.3 影响煤矸石煅烧产品质量的因素及其控制
2.3.1 原料品质的影响及其控制
2.3.2 粒度的影响及其控制
2.3.3 煅烧工艺条件的影响及其控制
2.4 煅烧煤系高岭土温度区域的划分
2.5 煤系高岭土的煅烧工艺及选择
2.6 煅烧设备分类及选型
参考文献
第3章 粉煤灰建材化利用原理及工艺
3.1 粉煤灰活性及活性激发原理与方法
3.1.1 粉煤灰活性
3.1.2 粉煤灰活性的影响因素
3.1.3 粉煤灰活性的测定方法
3.1.4 粉煤灰活性的激发方法
3.2 粉煤灰制备高强砖和砌块技术原理及工艺
3.2.1 蒸压粉煤灰砖
3.2.2 蒸压粉煤灰多孔砖
3.2.3 烧结多孔砖和多孔砌块
3.2.4 彩色透水路面砖
3.3 粉煤灰制备高性能水泥、混凝土和砂浆的技术原理及工艺
3.3.1 粉煤灰硅酸盐水泥
3.3.2 高性能粉煤灰混凝土
3.3.3 高性能粉煤灰砂浆
3.4 粉煤灰制备多孔保温建筑材料技术原理及工艺
3.4.1 泡沫混凝土
3.4.2 蒸压加气混凝土砌块
3.4.3 蒸压泡沫混凝土与蒸压加气混凝土的区别
3.4.4 保温板
3.4.5 保温隔热涂料
3.5 粉煤灰制备矿棉技术原理及工艺
3.5.1 概述
3.5.2 粉煤灰矿物纤维棉的基本原理及其影响因素
3.5.3 粉煤灰矿棉的制备工艺及设备系统
3.5.4 粉煤灰矿棉生产技术发展趋势——无焦熔制技术
3.5.5 粉煤灰矿棉制品简介
参考文献
第4章 煤矸石/粉煤灰提取氧化铝
4.1 概述
4.1.1 煤矸石/粉煤灰提取氧化铝政策支持
4.1.2 煤矸石/粉煤灰提取氧化铝国内外现状
4.1.3 煤矸石/粉煤灰提取氧化铝存在问题及展望
4.2 粉煤灰/煤矸石提取氧化铝基本原理
4.2.1 粉煤灰、煤矸石物相结构及其活性激发
4.2.2 氧化铝提取
4.2.3 铝盐分离和除杂
4.2.4 除铁
4.3 粉煤灰/煤矸石提取氧化铝工艺
4.3.1 碱烧结法提取氧化铝
4.3.2 酸法提取氧化铝
4.3.3 硫酸铵烧结法
4.4 常用设备
4.4.1 破碎设备
4.4.2 煅烧设备一回转窑
4.4.3 溶出设备
4.4.4 过滤设备
参考文献
第5章 粉煤灰在农业领域的利用
5.1 粉煤灰用作土壤改良剂
5.2 粉煤灰用作农用肥料
5.2.1 粉煤灰中化学元素对植物生长发育的功效和作用
5.2.2 粉煤灰肥料的种类和施用效果
5.2.3 粉煤灰磁化复合肥的制备原理
5.2.4 粉煤灰磁化复合肥的制备工艺
5.3 粉煤灰在农业领域应用的注意事项
参考文献
第6章 煤基固废资源化利用新技术趋势
6.1 煤基固废超微粉化新技术
6.1.1 超音速蒸汽粉碎技术原理
6.1.2 超音速蒸汽粉碎技术工艺流程
6.1.3 超音速蒸汽粉碎技术特点及优势
6.1.4 超音速蒸汽粉碎技术粉碎效果及其影响因素
6.1.5 超音速蒸汽粉碎技术发展趋势及应用前景
6.2 粉煤灰超微粉制备塑化复合生态木板材
6.2.1 技术背景与发展趋势
6.2.2 技术原理及工艺流程
6.2.3 配方设计
6.2.4 技术发展趋势及产品应用前景
6.3 煤基固废超微粉制备粉末涂料新技术
6.3.1 技术背景
6.3.2 粉末涂料的原材料
6.3.3 生产原理及工艺过程
6.3.4 主要生产设备
6.3.5 粉末涂料质量控制
参考文献
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