【摘要】：煤氣化爐渣是一種大宗固體廢物,尤其在我國(guó)北方,煤氣化爐渣堆存量巨大,目前尚未得到有效的利用,既占用大量土地,又嚴(yán)重危害環(huán)境。針對(duì)此現(xiàn)狀,本文對(duì)此綜合利用進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。首先對(duì)北方某地所產(chǎn)煤氣化爐渣的物質(zhì)成分特點(diǎn)進(jìn)行了研究,在此基礎(chǔ)上,對(duì)從煤氣化爐渣分選出精炭的浮選工藝、浮選精炭制備活性炭和磁性活性炭的工藝、浮選尾渣作水泥混合材等進(jìn)行了系統(tǒng)研究,研究結(jié)果對(duì)煤氣化爐渣的綜合利用有重要參考價(jià)值。煤氣化爐渣的物質(zhì)成分特點(diǎn):主要化學(xué)成分為SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、CaO、SO_3、CO_2。主要為非晶態(tài),含有少量的石英、方解石等晶質(zhì)礦物。煤氣化爐渣浮選研究結(jié)果表明,在煤油用量為10 kg/t、2~#油用量為1.5 kg/t,入選粒度為D_(90)=123?m條件下,得到的精炭燒失量為85.03%,產(chǎn)率為21.81%。利用浮選精炭制備活性炭研究結(jié)果表明,利用KOH活化法制備活性炭時(shí),在堿炭比為2.00,活化溫度800.0℃,活化時(shí)間1.50h條件下制備的活性炭,其比表面積為1226.76 m~2/g,孔容為0.694 cm~3/g,且孔隙以微孔和中孔為主。利用CO_2活化法制備活性炭時(shí),在條件為溫度900.0℃、時(shí)間2.00h、CO_2通氣量0.80 L/min下制備的活性炭,其比表面積為533.2 m~2/g,其中微孔占大部分。以浮選精炭為原料,采用一步法制備磁性活性炭的研究結(jié)果表明,在CO_2通氣量為0.80 L/min、活化溫度為900.0℃、保溫時(shí)間為2.00 h、CoFe_2O_4添加量為12.6%條件下,制備的磁性活性炭比表面積為425m~2/g、磁回收率達(dá)到90.36%;利用KOH活化法制備的活性炭為原料,采用吸附法制備磁性活性炭的研究結(jié)果表明,在CoFe_2O_4添加量為20%條件下制備的磁性活性炭,其碘吸附值為873 mg/g,亞甲藍(lán)吸附值為146 mg/g,磁回收率為91.35%。對(duì)上述制備的二種炭素吸附材料(活性炭、磁性活準(zhǔn)炭)用于模擬染色廢水處理的研究表明,在相同條件下,這二種吸附材料對(duì)溶液中甲基橙的去除率有明顯差異:KOH活化法活性炭吸附法賦磁的磁性活性炭CO_2活化法活性炭一步法賦磁的磁性活性炭,但都具有較好的處理效果。浮選精炭對(duì)上述模擬染色廢水也有較好的處理效果,而且精炭對(duì)染色廢水的吸附過(guò)程符合Langmuir吸附模型和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。用浮選尾渣作水泥混合材研究結(jié)果表明,尾渣細(xì)度越小,活性指數(shù)越大,當(dāng)D_(90)=41.21μm,活性指數(shù)為81.8%;尾渣摻量越大,試件的抗壓抗折強(qiáng)度越小,當(dāng)尾渣摻量小于10%,其抗壓強(qiáng)度大于基準(zhǔn)水泥;
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X784
【圖文】：

圖 2-3 幾 種 標(biāo) 準(zhǔn) 的 等 溫 吸 附 曲 線 圖ig.2-3 Isothermal adsorption graphs of Several standa有遲滯曲線的存在，并不是所有實(shí)驗(yàn)中吸附曲線都納為標(biāo)準(zhǔn)的等溫吸附曲線。遲滯回線的類型分為四。H1 型遲滯回線一般可在孔徑范圍比較小的介孔材球形顆粒結(jié)合體的吸附曲線上觀察到。 H2 型遲滯二氧化硅凝膠的吸附曲線上，孔徑分布比 H1 型回徑分布和孔形狀不好確定。 H3 型遲滯回線一般會(huì)孔材料的吸附曲線上，在相對(duì)壓力比較大的區(qū)域上，沒(méi)有吸附量最大臨界點(diǎn)。 H4 型遲滯回線一般出形孔材料的吸附曲線上，在相對(duì)壓力比較大的區(qū)域限制，經(jīng)常見(jiàn)于活性炭的吸附曲線上。

并不是所有實(shí)驗(yàn)中吸附曲線都可以完全準(zhǔn)確的歸納為標(biāo)準(zhǔn)的等溫吸附曲線。遲滯回線的類型分為四種，如圖2-4 所示。H1 型遲滯回線一般可在孔徑范圍比較小的介孔材料和尺寸較均勻的球形顆粒結(jié)合體的吸附曲線上觀察到。 H2 型遲滯回線會(huì)出現(xiàn)在某些二氧化硅凝膠的吸附曲線上，孔徑分布比 H1 型回線更寬，但是其孔徑分布和孔形狀不好確定。 H3 型遲滯回線一般會(huì)出現(xiàn)在粘土或縫形孔材料的吸附曲線上，在相對(duì)壓力比較大的區(qū)域上，吸附量一直增大，沒(méi)有吸附量最大臨界點(diǎn)。 H4 型遲滯回線一般出現(xiàn)在含有狹窄的縫形孔材料的吸附曲線上，在相對(duì)壓力比較大的區(qū)域也沒(méi)有表現(xiàn)出吸附限制，經(jīng)常見(jiàn)于活性炭的吸附曲線上。圖 2-4 遲 滯 回 線 的 類 型 圖Fig . 2 -4 H ysteresis loop of the t yp e

磁 性 活 性 炭 的 制 備 主 要 采 用 吸 附 法 法 和 一 步 法 。 吸 附 法 是 以KOH 法 制 備 出 的 吸 附 性 能 好 、 比 表 面 積 比 較 大 的 活 性 炭 為 載 體 、CoFe2O4粉末為磁性材料來(lái)制備磁性活性炭。一步法是以浮選精炭為為載體、CoFe2O4為磁化劑，采用 CO2活化法制備磁性活性炭。2.3.3.1 一步法制備磁性活性炭用 CO2活化 法制備磁性活性炭。即將 CoFe2O4粉末與精炭和水按照一定的質(zhì)量比攪拌均勻、造粒、烘干。然后在活化溫度、保溫時(shí)間、CO2的通氣量一定的條件下，改變 CoFe2O4摻入量，研究磁化劑添加 量對(duì)活 性炭吸附性能和磁回收 性能的影響 。2.3.3.2 吸附法制備磁性活性炭把不同質(zhì)量的 CoFe2O4加入 2.3.2.1 章節(jié)中所制備的活性炭中，加入適量 去離 子水，在超聲 振蕩器中超聲分散一定時(shí)間，烘干備用研究 CoFe2O4添加量對(duì)活性炭吸附性能及磁回收性能的影響。磁回收率的測(cè)定方法：將磁回收分離管（直徑 15 mm 的玻璃管與 WC-2 型磁 性 分析儀 組合制 成測(cè)定磁回收率的裝置 ，見(jiàn)圖 2-5，其中 裝 置 的 而 其 他 參 數(shù) 如 下 ： 勵(lì) 磁 電 流 4A， 傾 角 15°， 溶 液 流 速 5m L/min。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2745690