基于季碱度调控由二次铝渣制成的铝酸钙的性能：拓宽水处理化学品的原料范围

《Inorganic Chemistry》：Regulating the Performance of Calcium Aluminate Produced from Secondary Aluminum Dross Based on Quaternary Basicity: Broadening the Range of Raw Materials for Water Treatment Chemicals

　　

摘要

随着废水处理规模的扩大以及排放标准的日益严格，水环境管理面临着越来越大的压力。本研究提出了一种基于季碱性（R4）来调控由二次铝渣（SAD）制成的用于水处理化学品的铝酸钙性能的新方法。研究结果表明，CaO在铝酸钙的性能中起着双重作用：虽然CaO能够提高铝酸钙的溶解度，但同时也会降低其Al₂O₃含量。CaO·2Al₂O₃和CaO·Al₂O₃具有最佳的过滤和溶解性能。CaO/Al₂O₃摩尔比（C/A）是决定铝酸钙相组成的关键因素，而MgO和SiO₂则会对其产生干扰——在焙烧过程中，它们会优先形成MgAl₂O₄和Ca₂Al₂SiO₇，进而改变实际的C/A值，使得产物从CaO·2Al₂O₃和CaO·Al₂O₃转变为CaO·6Al₂O₃和12CaO·7Al₂O₃，从而降低产品的性能。通过将R4控制在0.84–1.04之间，并确保MgO/Al₂O₃摩尔比（M/A）小于0.08，就可以利用各种类型的SAD制备出满足以下要求的铝酸钙产品：过滤时间小于3分钟，可溶性Al₂O₃含量大于47%，酸不溶性成分小于15%。本研究为制备用于水处理化学品的铝酸钙提供了可靠的配方以及低成本的铝源。