活性矸制备（Ⅱ）：预处理及碳化,活化条件

研究预处理，碳化，活化条件对活性矸吸附性能的影响。结果发现，各种预处理方式对活性矸吸附性能均起反作用，适当碳化可明显改善活性矸吸附性能。     

活性矸研制（Ⅲ）：矸石粒度,矸石品种及活化条件

讨论粒度对活性矸吸附性能的影响，及几种不同来源矸石活化后吸附性能，并对活化条件进行最终优化。     

活性矸—碘吸附体系的研究

研究了新型吸附剂－活性矸的吸附行为，结果表明，活性矸等温吸附符合Ｆｒｅｕｎｉｃｈ吸附等温方程式，吸附动力学可用Ｂａｎｇｈａｍ吸附速率方程描述，并且可利用Ｂｏｄｙ公式确定活性矸－碘吸附体系的液相有效扩散系统（Ｄｉ）。     

煤矸石动态煅烧活化的影响因素

煤矸石能够通过热活化激发胶凝活性,用做水泥混合材,实现综合利用。本研究以太原西铭煤矿洗选矸石为研究对象,采用单因素实验法考察了煅烧方式、温度、时间和粒度对活化效果的影响,利用TG-DTA、XRD以及IR等分析手段探讨了不同因素对煤矸石煅烧活化的影响机制。研究结果表明,煤矸石活性主要受高岭石晶相转变和残余碳的影响。与静态煅烧相比,动态煅烧传热和氧传递效率更高,煤矸石活化效果较好。温度升高,物料活性提高,但是超过800℃后,活化效果变差。随着活化时间增加,煤矸石活性提高,超过60 min后,活性保持稳定。粒度减小,可以提高传热和氧传递效率,改善活化效果,当粒度达到10~100μm后,继续减小粒度并不能提高活化效果,因此,煤矸石动态煅烧活化粒度以保持在10~100μm为宜。     

煅烧温度和添加剂对提高煤矸石中氧化铝溶出率的实验研究

煤矸石是煤炭在开采、洗选过程中产生的固体废弃物，其中二氧化硅、氧化铝和碳占到矸石总量的90%以上，又是一种可以利用的资源。实验以山西潞安煤矿的洗矸为原料，采用SEM、IR和XRD等分析测试手段对不同煅烧温度下的煤矸石进行微观形貌、化学键变化和矿物组成的分析研究，确定氧化铝的活化温度区间；并根据煤矸石的活化机理，选择提高氧化铝溶出率的添加剂。实验结果为：煤矸石中氧化铝的活化温度区间为600～850℃；酸浸过程中添加氟化钠可以打开煤矸石中的SiO₂—Al₂O₃，使氧化铝溶出率达到90%以上，和通常条件下氧化铝的溶出率相比提高20%左右。本研究为煤矸石高值利用提取氧化铝提供了技术基础，也为粉煤灰等低铝含量矿物的开发利用提供借鉴。     

提高硅钙渣胶凝活性的热活化实验

硅钙渣作为高铝粉煤灰碱-石灰烧结法提取氧化铝后产生的二次固废,为了使其能够大量地应用于建材领域,研究了热活化温度对硅钙渣水化胶凝性活性的影响,并采用TG-DSC和XRD对机理进行了分析。结果表明,硅钙渣中方解石的分解是硅钙渣活性得以提高的主要因素,在煅烧温度在600~700℃时,其胶凝活性最佳。     

Fe(0)-EDTA-空气体系降解活性黑染料废水

利用Fe(0)-EDTA-空气(ZEA)体系处理活性黑模拟染料废水。考察了活性黑初始浓度、反应温度、EDTA浓度和溶液酸度对降解效果的影响,用紫外可见吸收光谱检测了染料的降解过程。结果表明,Fe(0)-EDTA混合物在室温常压下,能够活化空气中的氧分子,进而使染料快速降解,升高温度和增加溶液酸度均能提高降解率。在pH为5.35,活性黑初始浓度为25 mg/L,EDTA浓度为0.1 mmol/L,Fe粉用量0.20 g,温度25℃时,脱色率达到95.60%,符合1级反应动力学。     

用煤矸石合成4A沸石分子筛处理氨氮废水

以煤矸石为原料，采用碱熔一水热法合成4A沸石分子筛。由于煤矸石中铝、硅主要以高岭土形式存在，其活化过程是合成4A沸石分子筛关键环节。为提高4A沸石分子筛钙离子的交换能力，增加对模拟废水氨氮的去除率，实验考察了碳酸钠与煤矸石质量比、活化温度、活化时间、晶化温度和晶化时间对4A沸石分子筛钙离子交换能力的影响，同时也考察了模拟废水的pH、4A沸石分子筛加入量及吸附时间对氨氮去除率的影响。结果表明，最佳工艺条件为，碳酸钠与煤矸石质量比为0．9、活化温度为800％、活化时间1．5h、晶化温度90％和晶化时间3h。合成4A沸石分子筛的钙离子交换能力为310mg／g，在pH为6的100mL模拟氨氮废水中加入6g4A沸石分子筛吸附40min后，废水中氨氮的去除率达到86％。通过最佳工艺条件合成4A沸石分子筛，在处理氨氮废水方面具有一定的应用前景。     

活性炭辅助微波活化煤矸石的“枣糕”模型

采用活性炭辅助微波活化煤矸石,将煤矸石的活化时间由传统高温焙烧方法的2 h缩短到了24 min以内。将70目活性炭与200目煤矸粉以2.0∶1的质量配比充分混合后在800 W微波功率下活化24 min,铝铁浸出率可达750℃焙烧2 h的1.71倍。将微波看做实体物质,将活化过程看做是由活性炭向煤矸粉的单向微波能量传递,引入化学反应工程学方法,"枣糕"模型计算表明,在680 W功率下,活性炭的微波附着速率常数ka=0.334 min-1,微波脱附速率常数k’a=0.050 min-1,煤矸粉的微波附着速率常数kb=0.262 min-1,相关系数R=0.99997。在528、680、800 W 3个功率水平下,"枣糕"模型的计算值均与实验值拟合良好,相关系数均高于0.999,在以上3功率下,发现极限铝铁相对浸出率a与极限温升ΔTmax近似成正比。     

机械活化对CRT锥玻璃浸出动力学的影响

通过研究CRT锥玻璃经机械活化后在硝酸溶液体系中浸出反应动力学规律,考察了机械球磨转速、浸出温度以及硝酸初始浓度对锥玻璃中铅的浸出效果影响。研究结果表明,锥玻璃经机械活化预处理后,反应活性显著增强,锥玻璃中铅浸出率大幅度提高。浸出反应的表观活化能和反应级数由109.4 kJ/mol和0.79降至54.3 kJ/mol和0.51。     

机械活化对废荧光粉中钇浸出动力学的影响

针对废荧光粉进行机械活化预处理以提高其反应活性,实现其中金属钇(Y)在盐酸溶液中的高效浸出。通过浸出实验,考察了浸出温度以及盐酸初始浓度对废荧光粉中钇浸出效果的影响。废荧光粉经机械活化预处理后,在较低的温度和盐酸初始浓度条件下,钇浸出速率均显著提高。在球磨转速550 r·min~(-1)、球料比41:1、球磨时间60 min条件下,经机械活化预处理后,废荧光粉的表观活化能和反应级数由原始样品的41.9 kJ·mol~(-1)和0.69降至10.9 kJ·mol~(-1)和0.23。     

改性粉煤灰对活性艳兰染料吸附性能的研究

采用添加熟石灰并升温活化的方法对粉煤灰进行改性，研究了粉煤灰改性的适宜条件及其对活性艳兰染料的吸附脱色规律。试验结果表明，活性艳兰染料溶液浓度60mg／L，改性粉煤灰用量40g／L，pH范围5-10，搅拌吸附时间30min脱色率可达98％以上。改性粉煤灰对活性艳兰染料的脱色吸附符合Freundlich方程。随着吸附温度的升高，改性粉煤灰的吸附能力下降。     

含锰废渣的氧化-活化再生回用工艺

为实现紫苏醛生产过程中二氧化锰（氧化剂）的循环利用,采用一种新型的氧化-活化工艺再生得到活性二氧化锰,即以紫苏醇合成紫苏醛过程中产生的含锰废渣为原料,首先采用氯酸钠氧化含锰废渣得到初级二氧化锰,然后使用高锰酸钾对初级二氧化锰进一步活化得到活性二氧化锰。实验表明,制取初级二氧化锰的最佳工艺条件为：反应时间为4h,反应温度为90～95℃,硫酸摩尔浓度为1.5 mol/L,氯酸钠加量为理论量的130%。制取活性二氧化锰的合适条件为：反应温度在60℃时,反应时间为1.5 h;反应温度在50℃时,反应时间为2.5 h。采用氧化-活化法再生的活性二氧化锰氧化紫苏醇,紫苏醛的产率可达52.8%,与使用电解二氧化锰氧化得到的紫苏醛的产率53.1%相当,而使用初级二氧化锰,紫苏醛的产率仅为14.9%。     

烟气脱硫新型催化剂水洗再生工艺研究

对脱硫失活后的新型催化剂进行水洗再生研究，着重探讨了再生时间、洗涤水温度和喷淋密度对脱硫后的新型催化剂活性恢复能力的影响，并对3种影响因素进行了正交实验研究。结果表明，洗涤水温度、再生时间和喷淋密度是影响催化剂活性恢复的主要因素；在洗涤水温度为60℃、再生时间为30min、喷淋密度为47．9m^3／（m·h）时，催化剂活性恢复的最好；催化剂经过水洗再生后，其比表面积比未再生时的有所增加，说明在脱硫过程中堵塞催化剂活性位的硫酸物种被洗出，催化剂活性位得到了部分恢复。     

棉秆基活性炭的制备及其对2,4-二硝基苯酚的吸附

以棉秆为原料，以KOH为活化剂，制备了高比表面棉秆基生物质活性炭。分析了制得的活性炭的元素组成、表面官能团、吸附能力等物化性能，探讨了浸渍比，活化温度，活化时间等工艺参数对制备活性炭得率、表面官能团、碘值、亚甲基蓝值等性能的影响，并通过静态吸附实验比较了不同条件下制备活性炭对2，4-二硝基苯酚的吸附性能，探讨了典型炭样品对2，4-二硝基苯酚的等温吸附特性。结果表明，KOH活化棉秆基生物质活性炭的表面物化性质随浸渍比、活化温度等工艺参数变化而变化，活化适宜条件为浸渍比1：3、活化温度800℃、活化时间90 min，在此条件下制得的炭样的碘值为1 251 mg/g，亚甲基蓝吸附值为478 mg/g，分别是国家一级品标准的1.25倍与3.54倍；对2，4-二硝基苯酚的Langmuir最大吸附量为747 mg/g，与Freundlich模型相比，Langmuir模型能较好地描述2，4-二硝基苯酚在炭样上的吸附行为，表明制备活性炭样品表面吸附位的能量分布较为均一。     

煤矸石热活化性能研究

系统地研究了徐州夹河煤矸石在不同煅烧温度下的物理、化学变化及活性成分的溶出规律.采用扫描电子显微镜(SEM)、差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)等测试方法研究了热活化前后煤矸石的矿物组成、SiO2及Al2O3溶出率和微观结构,并采用水泥强度的测试方法对热活化煤矸石的活性进行宏观表征.结果表明,煅烧能有效去除有机挥发物和碳.破坏煤矸石中的硅氧键、铝氧键,形成无定形物质和玻璃相,从而提高煤矸石的活性.徐州夹河煤矸石的最佳热活化工艺条件是煅烧650℃、保温2 h.经此条件热活化后,SiO2和Al2O3的最高溶出率分别是76.32%、91.48%,添加50%(质量分数)的热活化煤矸石到水泥中,其强度比同掺量原样煤矸石的水泥强度提高了230%.     

活性半焦用于油田含油污水除油的研究

以经济廉价的半焦为原料,制备用于处理油田含油污水的吸附剂。采用高温焙烧活化、水蒸气活化、高压水热活化以及硝酸、氢氧化钾活化等方法对半焦进行活化处理,通过静态吸附实验测定除油率来评价活化效果,重点讨论了氢氧化钾活化条件对除油效果的影响。结果表明:KOH与半焦质量比为6∶1,80℃浸渍3 h,550℃焙烧1.5 h时,制备的活性半焦吸附除油效果最好,除油率可以达到75.6%;活性半焦对油的吸附符合Freund lich吸附方程。利用酸碱滴定法对样品表面酸碱官能团进行分析,发现KOH活化后半焦表面碱性亲油官能团明显增多;通过SEM对半焦的微观结构进行分析,发现KOH活化后半焦产生大量有利于吸附的孔结构。     

测定活性污泥脱氢酶活性的研究

为了快速测定活性污泥脱氢酶活性，提出了ＩＮＴ－脱氢酶活性的测定方法，对实验过程中的影响因素例如ｐＨ值、温度、缓冲溶液、反应时间和萃取等做了详细讨论，得到了确定ＩＮＴ－脱氢酶活性的最佳测试条件。     

热解气活化的活性炭对水体中甲萘威的吸附性能

以生物质混合压缩颗粒为原料,在600~900℃活化温度下,循环利用热解气制备活性炭,考察热解气的活化作用及活性炭对农药甲萘威的吸附性能。结果表明:热解气具有明显的活化作用,经过活化的炭与热解炭相比孔结构更加发达,表面更加粗糙;活化温度对活性炭理化性质具有显著影响,随温度升高,活性炭芳香性升高,极性降低,含氧官能团逐渐减少,比表面积由239.00 m~2·g~(-1)增加到629.20 m~2·g~(-1),平均孔径由5.438 nm减小至3.005 nm;Freundlich模型能够很好地拟合活性炭对甲萘威的吸附等温线,随活化温度升高,活性炭吸附能力增大;吸附动力学更符合伪二级反应动力学模型,60 h内基本实现吸附平衡;当活化温度为800℃,单位原料对甲萘威的吸附量最大。     

煤矸石硅铝溶出分析与胶凝活性快速检测

煤矸石胶凝活性的快速检测在煤矸石废弃物的资源化利用中具有重要意义。以太原西山煤矿预处理后的煤矸石作为研究对象,采用均匀实验法、单因素实验法考察了溶出时间、温度以及Na OH浓度对煤矸石中活性硅铝溶出效果的影响,采用拟合法探索了煤矸石活性硅铝溶出量和煤矸石水泥胶砂强度(即胶凝活性)之间的关联性。结果表明,在100℃下、以3.0 mol·L-1Na OH溶液处理1 h,煤矸石中的活性硅铝溶出效果最好;活化煤矸石硅铝溶出总量与水泥胶砂试块28天抗压强度之间的关系为Y=2.16X/(262.10+X)。