پديد آورنده :
صفائي كوچكسرائي، الهه
عنوان :
سنتز زئوليت از سرباره ي كوره القائي مجتمع فولاد مباركه اصفهان
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مهندسي شيمي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي
صفحه شمار :
ح، ۸۷ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
كيقباد شمس
توصيفگر ها :
سرباره , اسيدشويي , كوره قوس الكتريكي , سنتز زئوليت , زئوليت4A , زئوليت سوداليت , كاربردهاي محيط زيستي
استاد داور :
اكبر ملك پور، علي اكبر دادخواه
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/03/23
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
چكيده فارسي :
چكيده امروزه يكي از مشكالت محيط زيستي ضايعات موجود در صنايع ميباشند كه استفاده بهينه از ضايعات صنعتي منجر به كاهش آلودگيهاي محيط زيستي حفظ و نگهداري منابع طبيعي غير قابل جايگزين و بازيابي انرژيهاي صرف شده در طي توليد اين ضايعات ميشود يكي از ضايعات مهم صنعتي در ايران سرباره شركتهاي فوالدسازي است كه محصول جانبي كورههاي آهنگدازي هستند و حاوي مقدار قابل توجهي از اكسيدهاي عناصر مهم مانند سيليسيم آلومينيوم آهن و كليسم هستند سرباره كوره القايي يك ماده خام مناسب براي سنتز زئوليت ميباشد در اين پژوهش با استفاده از اسيدشويي سرباره و افزودن سديم هيدروكسيد و سديم آلومينات مراحل سنتز زئوليت 4A انجام شد و سوداليت به عنوان يك ماده جانبي در اين پژوهش ميباشد زئوليت 4A با توجه به خاصيت تعويض يوني در شويندهها به كار ميرود و همچنين به دليل مساحت سطح داخلي و سايتهاي فعال زيادي كه زئوليت سوداليت دارد در صنايع به عنوان كاتاليست جاذب و مبدل يوني كاربرد دارد در تمامي مراحل آزمايشها موازنه جرمي انجام و لحاظ شده است جهت سنتز اين گونه از زئوليتها مقدار 157 گرم سرباره در مرحلهي اول با 1119 ميليليتر استيك اسيد و در مرحله دوم با 1115 ميليليتر هيدروكلريك اسيد در دماي 177درجه سانتيگراد و به مدت 2 ساعت شستشو داده شد با توجه به اينكه از ابتدا محاسبات انجام شده براي سنتز زئوليت 4A انجام شد و جهت برقراري نسبت سيليسيم به آلومينيوم 7 در مرحله بعد با افزودن 941 ميليليتر سديم آلومينات و 882217 گرم سديم هيدروكسيد 4 موالر نمونههاي ژلي تهيه شدند سپس جهت انجام بلورينگي نمونهها با مدت زمانهاي مختلف در آون قرار داده شدند پس ازصاف كردن و شستشو با آب مقطر و خشك كردن نمونههاي نهايي تهيه و شناسايي شدند براي شناسايي نمونهها از آزمونهاي SEM XRD XRF و EDAX استفاده شد و همچنين براي شناسايي فاز مايع حاصل از اسيدشويي از آزمون AAS استفاده شد نتايج آزمون AAS نشان دادند كه مقدار 127 وزني آهن 7921 وزني كلسيم 4721 وزني آلومينيوم 3721 وزني منيزيم 2721 وزني تيتانيوم و 311121 وزني منگنز در مايع حاصل از اسيدشويي ثانويه موجود است و آزمون XRF نشان داد كه در نهايت با اسيدشويي ثانويه مقدار 5293 وزني سيليسم اكسيد 48121 وزني اكسيد آهن و 14121 وزني كلسيم اكسيد حاصل ميشود نتايج الگوي XRD حاصل از نمونهها و همچنين نسبت سيليسيم به آلومينيوم در EDAX نشان داند كه زئوليت 4A كه فرم سديم زئوليت A ميباشد حاصل شد همچنين افزايش زمان بلورينگي نشان داد كه با افزايش زمان بلورينگي اندازه دانهها درشتتر ميشود و فاز زئوليت سوداليت از زئوليت 4A بيشتر ميشود در نهايت ميزان تبديل سرباره به زئوليت در زمانهاي مختلف بلورينگي محاسبه شد محاسبات نشان داد كه باالترين درصد تبديل سرباره به زئوليت 4A و سوداليت به ترتيب در زمانهاي بلورينگي 1 ساعت و 27 ساعت حاصل شد در نهايت بازده تبديل سرباره به زئوليت 4A و سوداليت 1289 محاسبه شد كلمات كليدي سرباره اسيدشويي كوره قوس الكتريكي سنتز زئوليت زئوليت 4 زئوليت سوداليت كاربردهاي محيط زيستي ح
چكيده انگليسي :
88 Zeolite synthesis from Isfahan Mobarake Steel Complex induction furnace slag Elahe Safaee Koochaksaraee e safaee@ce iut ac ir Date of submission 6 May 2018 Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor Kayghobad Shams k shams@cc iut ac irAbstractNowadays one of the environmental problems is spread of waste or side products of industries Reuse of thesewastes can reduce environmental pollution maintain non replaceable natural resources and restores the energyconsumed during production of these wastes One of the most important industrial wastes in Iran is the slag ofsteel companies which are the by product of induction furnaces and contain significant amounts of importantelements such as SiO2 Al2O3 FeO and CaO Slags also have low amounts of MgO MnO and TiO2 Electric ArcFurnace EAF slag is a potential raw material for zeolite synthesis In this study the synthesis of zeolite A wascarried out using acid leaching of slag and adding sodium hydroxide and sodium aluminate to the solid leftoverof acid leaching In this process sodalite is produced as a byproduct Zeolite 4A is used in detergents due to itsion exchange capacity and sodalite is also used in some industries as adsorbent catalyst and ion converter catalystdue to its large surface area and large active sites In all experiments mass balances of elements were fullyconsidered In each leaching run 150 g of pulverized slag was washed with 3600 ml of 8 M acetic acid at 110 o C for 2 h andthe solid part was separated by simple paper filtration followed by leaching the solids with 5000 ml of 5 Mhydrochloric acid for 2 h at 110 o C The final solid was paper filtered and washed with copious DM water andsaved for characterization and zeolite synthesis To observe silicon to aluminum ratio of one for synthesis of 4Azeolite 643 ml of sodium aluminate and 102 88 g of 4 M sodium hydroxide was added to the leached slag toprepare gel samples for crystallization Gel samples were placed in oven for different time intervals forcrystallization After crystallization the products were separated by paper filtration washed with DM water anddried the final product was saved for characterization XRF XRD SEM and EDAX were used forcharacterization Atomic Absorption Spectroscopy AAS was used to analyze the liquid leftover of acid leaching Results of AAS tests showed that there exists 1 7 wt Fe 0 3 wt Ca 0 14 wt Al 0 19 wt Mg 0 12 wtTi and 0 0009 wt Mn in the second acid leaching liquid phase XRF results indicated that the composition ofSiO2 FeO and CaO in solid phase of after final leaching was 93 5 0 784 and 0 746 wt respectively Byanalyzing the XRD patterns and Si Al ratio by EDAX proved the formation of 4A zeolite XRD patterns showedthat sodalite Bicchulite TiO2 FeO and MgO are also present in the final product as impurities Studies ofcrystallization time showed that by increasing the crystallization time the crystal size became larger and thezeolite phase of sodalite was increased Material balances showed that the highest conversion of slag to zeolite4A and sodalite was obtained at crystallization times of 6 and 12 h respectively Finally the collective yield of38 7 was achieved for conversion of slag to 4A zeolite and sodalite Key WordsAcid leaching EAF slag Zeolite 4A Sodalite Zeolite synthesis
استاد راهنما :
كيقباد شمس
استاد داور :
اكبر ملك پور، علي اكبر دادخواه
