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近年来,随着海水淡化产业的迅猛发展,副产的大量浓海水如何处置引起了人们越来越多的关注。水滑石是一种阴离子型层状材料,可用于吸附、催化、阻燃、电化学、光化学、医学等不同领域,应用前景广泛。本文利用浓海水制备Mg-Al水滑石,既解决了浓海水的处置问题,又实现了浓海水的资源化利用。 采用共沉淀法直接利用浓海水制备水滑石,探讨了主要影响因素(如浓海水组分、反应方式、反应温度、pH值、不同镁铝比、熟化方式、熟化时间、熟化温度等)对水滑石晶体的成核、生长的影响。结果表明,先对浓海水进行脱钙处理,有利于水滑石的合成;采用恒定pH值法在pH值为10,合成温度为40℃时,制得的水滑石平均粒径为12.58μm,过滤性能最好;将合成的水滑石浆料先浓缩后熟化,有利于减少能耗;采用水热熟化所得的水滑石产品在粒径与形貌上都要优于高温回流熟化所得的水滑石产品。 利用浓海水提镁产品制备水滑石,探讨了主要影响因素(如浓海水提镁产品种类、熟化时间、熟化温度、碱度等)对水滑石晶体的成核、生长的影响。结果表明,以氢氧化镁为镁源合成水滑石,所得产品有杂质,以碱式碳酸镁或三水碳酸镁为镁源合成水滑石,所得产品晶相单一,没有杂质;选取三水碳酸镁为镁源合成水滑石,熟化温度上升至90℃以上,熟化时间延长至10h以上,提高碱度,有利于水滑石晶体结构的完整性。 采用硬脂酸钠对水滑石进行表面改性,探讨了主要影响因素(如改性方式、改性时间、改性温度、改性剂用量等)对水滑石活化度的影响。结果表明,采用高剪切混合乳化机替代电动搅拌机湿法改性水滑石,最佳改性时间可由80 min缩短为15 min,最佳改性温度为80℃,最佳改性剂用量为5 wt.%。 在水滑石制备过程中,结合实验结果和理论分析,对采用共沉淀法年产5000吨水滑石的生产过程进行了物料衡算、能量衡算和经济核算,并对设备进行选型与设计,为后续工业生产设计提供一定依据。