利用粉煤灰制备多孔氧化硅的实验

利用相分离原理，以粉煤灰经硅铝分离后所得的硅酸凝胶为原料，选用聚乙烯醇为造孔剂，硝酸为催化剂，成功地制备了多孔氧化硅。实验结果表明：制备的多孔氧化硅的孔道发育良好，含有三级孔道。扫描电镜分析显示：大孔孔径为1～2μm，比表面积为12．03m^2／g，这与实际应用的硅藻土助滤剂制品大致相当。对实验制品在啤酒液中的稳定性实验结果显示：多孔氧化硅制品在浸泡于啤酒过程中几乎没有Ca^2＋、Fe^3＋离子溶出，浸泡后的啤酒液的pH值基本不变。上述结果表明：实验制备的多孔氧化硅制品作为硅藻土助滤剂的替代品具有良好的实际应用前景。

高铝粉煤灰中莫来石及硅酸盐玻璃相的热分解过程

研究了高铝粉煤灰Na2CO3体系中莫来石(3Al2O3·2SiO2)和硅酸盐玻璃相在焙烧过程中可能发生的化学反应,并以热力学计算为指导,研究了物料配比、焙烧温度、焙烧时间对反应的影响。实验结果表明:在Na2CO3与粉煤灰的质量比为1.0、焙烧温度为880℃、恒温1h时,粉煤灰中莫来石(3Al2O3·2SiO2)和硅酸盐玻璃相的分解率可达到98%以上。对粉煤灰中莫来石及硅酸盐玻璃相的热分解过程的动力学研究结果表明,该过程符合CrankGinstlingBraunshtein方程,由实验结果计算,其表观活化能为149.19kJ·mol1。

硅酸盐体系的化学平衡:(1)物质平衡原理

通过具体应用实例,系统介绍了在硅酸盐体系的化学平衡研究中,依据物质平衡原理,求解“相混合方程”(PME)而进行物相定量分析的“相混合计算”(PMC)方法。应用实例包括矿物原料和结晶岩物相的定量分析,复杂固溶体矿物的端员组分计算,多组分硅酸盐陶瓷的配料比例计算,以及硅酸盐陶瓷制品物相的定量分析。物相定量分析结果是结晶岩和工业岩石原料分类命名的基础,可以为改进矿物原料预处理工艺提供依据,也是研究硅酸盐体系的化学平衡、对材料制备过程进行热力学分析的基础。实际计算中必须合理估计各种分析数据的累积误差。优化计算结果的理论依据主要有矿物晶体化学原理、矿物共生组合规律和次要组分分配的固溶体矿物相优先原则。

利用粉煤灰制备高比表面积二氧化硅的实验研究

将粉煤灰与Na2CO3以一定比例磨细混合均匀,在反应温度800～900℃,保温时间60～120min下进行反应。以浓度为3.14mol/L的盐酸对反应产物进行酸浸,经过滤除杂后的体系由溶胶相向凝胶相转变,再次过滤、干燥得最终SiO2产品,该SiO2质量分数在98%以上,比表面积为775.12m2/g。

利用高铝粉煤灰制备氢氧化铝的实验

以无水碳酸钠为助剂，分解高铝粉煤灰中的莫来石和铝硅酸盐玻璃相。经中温烧结、酸浸使硅铝分离，调节pH值为5～6纯化含铝滤液，通入CO2气体酸化等工序，可制备氢氧化铝粉体。采用X射线粉末衍射、扫描电镜、化学分析方法对制品进行表征，结果表明：制备的氢氧化铝为球形颗粒，其粒径为200nm左右，性能达到GB／T4294-1997的三级标准。实验所采用的工艺路线是高铝粉煤灰资源化高效利用的有效途径之一。

高铝粉煤灰烧结反应产物硅铝分离的研究

高铝粉煤灰与Na2CO3的烧结反应产物霞石,与HCl反应进行硅铝分离与提纯。通过对影响因素pH值与酸浓度讨论,得出随着pH值的不同,Si以H2SiO42-、H3SiO4-、H4SiO4等形式存在,Al以Al3+、Al(OH)2+、Al(OH)2+和Al(OH)3等形式存在;酸化后的体系pH值在1附近,铝硅酸溶胶体系的胶粒结构被破坏,Si-O-Al键断裂,Al3+溶出,减少了溶胶胶粒的粒径,使溶胶的稳定性降低,Al3+在溶胶中起絮凝剂的作用,使得溶胶胶粒可以沉聚或是絮凝。

一种改进的原子搜索算法

原子搜索算法(atom search algorithm,ASO)是模仿自然界中原子运动而提出的一种新型优化算法,针对ASO在求解复杂函数时存在易早熟及收敛速度慢的问题,提出了一种改进ASO算法(improved atomic search algorithm,IASO)。IASO加入了原子个体历史最优解产生的约束力来修正ASO的加速度,增强全局搜索能力。自适应更新2个乘数系数来协调算法的全局搜索和局部开发能力。适时采用高斯变异策略来重新更新原子位置,提高跳出早熟的能力。对14个基准函数进行仿真实验,对比其他算法,IASO在收敛速度、收敛精度方面表现出优越的性能。