發(fā)布時間：2022-02-21 15:39

　　煤矸石是伴隨煤炭開采、分選或洗選而產(chǎn)生的固體廢棄物,煤矸石的排放量一般占當(dāng)年煤炭產(chǎn)量的10%¹5%。我國的煤矸石堆存量巨大,不僅占用大量耕地,而且污染周邊環(huán)境。煤矸石的綜合利用已刻不容緩。從煤矸石中制備硅系化工產(chǎn)品是其資源化利用的高附加值手段之一。煤矸石組成復(fù)雜,要有效利用其中的硅元素,必須要對其進行活化。目前,主要的活化方法包括:機械活化、熱活化、化學(xué)活化和復(fù)合活化。復(fù)合活化可以極大的提高煤矸石的活化效率,促進煤矸石中礦物資源的高效利用。本論文以煤矸石為原料,采用超（亞）臨界水熱活化技術(shù),制備沉淀白炭黑。在高溫水熱條件下,通過添加活化劑,既達到了熱活化與化學(xué)活化復(fù)合的目的,又提供了水熱環(huán)境有利于硅元素的溶出,從而縮短了活化時間。本文考察了煤矸石超（亞）臨界水熱活化條件（堿性活化劑、活化溫度、煤矸石粒徑）和酸浸條件（鹽酸濃度、溫度、時間和液固比）對白炭黑收率的影響。其次,研究發(fā)現(xiàn)沉淀白炭黑表面羥基含量較高,易于團聚,在有機相中難以分散,限制了應(yīng)用。又以甲基三氯硅烷（MTS）為改性劑,對其表面進行有機改性,以提高其分散性和疏水性能。主要考察了改性反應(yīng)溫度、時間、改性... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省211工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述與課題選擇
    1.1 課題背景
    1.2 煤矸石的理化特性
        1.2.1 煤矸石的化學(xué)性質(zhì)
        1.2.2 煤矸石的礦物組成
    1.3 煤矸石的利用
        1.3.1 煤矸石的規(guī)�；�
        1.3.2 煤矸石的高值化利用
    1.4 煤矸石的活化途徑
        1.4.1 煤矸石的機械活化
        1.4.2 煤矸石的熱活化(煅燒、微波輻照)
        1.4.3 煤矸石的化學(xué)活化
        1.4.4 煤矸石的復(fù)合活化
        1.4.5 超(亞)臨界水活化
    1.5 白炭黑的制備及其用途
        1.5.1 以化學(xué)品為硅源制備白炭黑
        1.5.2 以非金屬礦為硅源制備白炭黑
        1.5.3 白炭黑的用途
    1.6 白炭黑疏水改性
        1.6.1 白炭黑有機改性(干法)
        1.6.2 白炭黑有機改性(濕法)
    1.7 課題選擇及研究思路
第二章 實驗部分
    2.1 實驗藥品和儀器
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 煤矸石原料
        2.2.1 煤矸石的化學(xué)組成
        2.2.2 煤矸石的表面形貌
    2.3 煤矸石制備白炭黑
        2.3.1 超臨界水活化裝置
        2.3.2 白炭黑的制備步驟及流程
        2.3.3 白炭黑的制備條件
        2.3.4 二氧化硅含量的測定
        2.3.5 白炭黑的收率
    2.4 白炭黑的表面改性
        2.4.1 白炭黑的改性步驟
        2.4.2 白炭黑的改性條件
        2.4.3 活化度的測定
        2.4.4 親油化度的測定
        2.4.5 表面剩余羥基數(shù)的測定
        2.4.6 白炭黑靜態(tài)吸附水和二甲苯的測定
    2.5 樣品表征方法
第三章 超(亞)臨界水熱法活化煤矸石制備白炭黑
    3.1 活化劑種類對煤矸石活化產(chǎn)物及白炭黑收率的影響
    3.2 反應(yīng)溫度對煤矸石活化產(chǎn)物及白炭黑收率的影響
    3.3 煤矸石粒徑對白炭黑收率的影響
    3.4 酸浸條件對煤矸石制備白炭黑的影響
    3.5 白炭黑產(chǎn)品的相關(guān)性質(zhì)
        3.5.1 白炭黑物理結(jié)構(gòu)分析
        3.5.2 白炭黑化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
        3.5.3 白炭黑的技術(shù)參數(shù)
        3.5.4 白炭黑的靜態(tài)吸附
    3.6 本章小結(jié)
第四章 白炭黑有機改性
    4.1 改性條件對白炭黑性能的影響
        4.1.1 改性劑(MTS)濃度對白炭黑性能的影響
        4.1.2 改性溫度對白炭黑性能的影響
        4.1.3 改性時間對白炭黑的性能影響
    4.2 改性前后白炭黑的性質(zhì)比較
        4.2.1 物相結(jié)構(gòu)和紅外光譜表征
        4.2.2 白炭黑孔結(jié)構(gòu)表征
        4.2.3 白炭黑熱重分析
        4.2.4 白炭黑分散性及疏水性
        4.2.5 白炭黑靜態(tài)吸附實驗
    4.3 改性劑對白炭黑表面結(jié)構(gòu)的影響
    4.4 白炭黑表面改性反應(yīng)機理淺析
    4.5 小結(jié)
第五章 結(jié)論及展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 主要創(chuàng)新點
    5.3 展望
參考文獻
致謝
碩士期間成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]兩部委印發(fā)推進資源循環(huán)利用基地建設(shè)通知強調(diào) 資源循環(huán)利用基地建設(shè)主要利用現(xiàn)有資源[J]. 玉梅.  中國輪胎資源綜合利用. 2018(06)
[2]高分散納米沉淀白炭黑的制備[J]. 張娟,楊�？�,王超,王百年,周金剛.  無機鹽工業(yè). 2018(05)
[3]Microscopic Pore and Filling Performance of Coal Gangue Cementitious Paste[J]. 王忠昶,WANG Zechuan,ZHAO Wenting.  Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2018(02)
[4]煤矸石的機械-熱復(fù)合活化研究[J]. 郭麗君,李超,趙亮,張翠紅.  應(yīng)用化工. 2018(08)
[5]煤灰酸浸渣碳分法制備納米白炭黑性能研究[J]. 田萬軍,韓磊,施正倫.  化工進展. 2018(03)
[6]活化煤矸石免燒磚制備及機理分析[J]. 吳紅,盧香宇,羅忠競,楊宇.  非金屬礦. 2018(01)
[7]中國煤矸石綜合利用技術(shù)研究進展[J]. 王淇,張麗娜,閔鑫,吳小文,劉艷改,黃朝暉,房明浩.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2017(36)
[8]水熱法二氧化硅的水相聚合改性[J]. 張智京,金鑫.  材料科學(xué)與工程學(xué)報. 2017(03)
[9]模板法制備大孔硅膠微球及其在高效液相色譜蛋白質(zhì)分離中的應(yīng)用[J]. 牛夢娜,馬紅彥,胡飛,王世革,劉璐,常海洲,黃明賢.  色譜. 2017(06)
[10]不同偶聯(lián)劑對白炭黑表面的改性及其表征[J]. 崔凌峰,熊玉竹,李鑫,戴駿,王兵輝,吳勝學(xué).  中國粉體技術(shù). 2016(06)

碩士論文
[1]超（亞）臨界水熱活化聯(lián)合鹽酸酸浸提取煤矸石中硅、鋁的研究[D]. 何星星.太原理工大學(xué) 2017
[2]煤矸石提鋁渣制備白炭黑工藝優(yōu)化及工程化設(shè)計[D]. 孫巖.山西大學(xué) 2015



本文編號：3637559