臺灣博碩士論文加值系統

　　本研究針對鋁擠型廠產生之「含鋁鹼性廢液」，藉由水熱合成法，一方面將廢鹼液中之高含量鋁成分合成MgAl水滑石(Layered double hydroxide, LDH)，將鋁成分予以資源化，同時將廢鹼液純化成高鹼度氫氧化鈉鹼液，回收至鋁擠型廠再使用，達到廢水減量效果，大幅減少廢棄物產量。有別於文獻上常見之低濃度溶液合成LDH法，本研究發展了酸性鎂源法合成LDH，證實高濃度廢液直接合成Mg Al LDH的可行性，因而得以提高實用性。
　　本研究以未稀釋之「含鋁鹼性廢液」為原料，分別佐以中性鎂源、酸性鎂源與雙鎂源為副原料，實驗結果發現，在水熱溫度75 - 150C之間，酸性鎂源法中的硝酸鎂與醋酸鎂皆能夠成功合成LDHs，並且取得純化的鹼性溶液。其中，醋酸鎂與「含鋁鹼性廢液」作為原料，於75℃進行12小時水熱合成，可生成醋酸根陰離子型的LDHs，鋁回收率可以達到99%。實驗結果顯示，溶液濃度會降低結晶速率。改以硝酸鎂為副原料，於75℃下，進行6與12小時的水熱合成，可生成純相LDHs，鋁的回收率分別為98與99%，同時獲得純化鹼液。以該回收鹼液進行溶鋁實驗，實驗結果顯示，回收鹼液確實具有溶鋁的能力，但是其溶鋁能力低於新製備的強鹼溶液，可以補充氫氧化鈉，增益其溶鋁效率。

This study focused on aluminum ion extraction from the “aluminum-containing alkaline waste liquid” produced by aluminum extrusion plants. Aluminum ion from industrial wastewater were used to synthesize hydrotalcite (Layered Double Hydroxide, LDH) with hydrothermal method, at the same time, the “purified” industrial alkaline waste liquid can be recycled back to the aluminum extrusion production process. Our method achieves both reducing the wastewater in plant and recycling the waste aluminum by forming LDH.
In this study, the synthetic condition of LDH is much different from the usual laboratory preparation process, hence, acidic magnesium source was used to synthesize LDH, which confirmed the feasibility of directly synthesizing Mg Al LDH from high concentration waste liquid, thus improving the practicability. Experimental results show that between the temperature of 75 - 150C, magnesium nitrate and magnesium acetate can successfully synthesize LDH. When LDH was synthesized at 75 ° C for 12 hours, the aluminum recovery is 99%. Experimental results show that the solution concentration will reduce the crystallization rate. The recovery of aluminum was 98 and 99% by using magnesium nitrate with hydrothermal synthesis at 6 ° C for 6 and 12 hours respectively. Experimental results show that the recovered alkali solution can further dissolve aluminum, but ability of dissolving aluminum is lower than that of the newly prepared sodium hydroxide solution, therefore, the NaOH solution can be supplied to the “purified alkaline solution” to increase its aluminum-dissolving efficiency.

中文摘要 1
英文摘要 2
第一章 前言 4
第二章 文獻回顧 7
2.1 6XXX系列鋁合金 7
2.2 國內常見廢水處理 9
2.2.1 中和處理 9
2.2.2 混凝處理 10
2.2.3 沉澱處理 13
2.3 層狀複金屬氫氧化物 14
2.3.1 層狀複金屬氫氧化物之特性與應用 16
2.3.2 層狀複金屬氫氧化物之合成法 18
2.3.3 共沉澱法 18
2.3.4 離子交換法 19
2.3.5 水熱合成法 20
2.3.6 煅燒復原法 21
2.3.7 尿素法 22
2.3.8 影響合成之因素 22
第三章 實驗內容 25
3.1 化學藥品清單及實驗代號 25
3.1.1 化學藥品清單 25
3.1.2 內文實驗代號統整 26
3.2 合成LDH 28
3.2.1 二價金屬鹽類的選擇與評估 28
3.2.2 鋁離子濃度對合成之影響 29
3.2.3 結晶化之時間與溫度之影響 29
3.2.4 不同鹽類之原料比例對pH值與鎂鋁莫耳比影響 29
3.3 純化之溶液回收再利用 32
3.4 感應耦合電漿放射光譜儀 33
3.5 酸鹼性分析 35
3.6 固態樣品鑑定分析 36
3.6.1 X光繞射光譜儀 36
3.6.2 掃描式電子顯微鏡 37
第四章 結果與討論 39
4.1 含鋁鹼性廢液成分分析 39
4.2 二價金屬鹽類的選擇與評估 41
4.3 不同鹽類之原料比例對pH值與鎂鋁莫耳比影響 44
4.3.1 中性鎂源對合成LDHs之影響 45
4.3.2 酸性鎂源對合成LDHs之影響 48
4.3.3 雙鎂源對合成LDHs之影響 64
4.4 鋁離子濃度對合成之影響 66
4.5 純化之溶液回收再利用 68
第五章 結論 75
第六章 未來工作 76
參考文獻 78

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