用高效分散剂碳化法从煤矸石中制备超细氢氧化铝粉体

利用煤矸石为原料制备超细氢氧化铝粉体.采用高温煅烧活化煤矸石,利用C2S晶相转变制备煤矸石自粉化料,用8%Na2CO3溶液从煤矸石自粉化料中以NaAlO2形式提取铝组分,用高效分散剂碳化法制备超细氢氧化铝粉体.研究了高效分散剂碳化法制备高纯超细氢氧化铝粉体的影响因素,找出了高效分散剂碳化法制备超细氢氧化铝粉体的最佳条件,制备出了平均粒度＜100nm、纯度＞99.9%的氢氧化铝,为煤矸石的高价值利用开辟了一条新的途径.     

印刷用铝基材碱洗废液的循环利用

对印刷用铝基材碱洗废液进行了循环利用研究。首先将高COD含量的碱洗废液进行除油脱色处理，通过石灰和硬脂酸的协同效应，使COD含量从26300mg／L降至480mg／L，色度降至60°；然后利用含铝碱性废液通过碳化法制备出结晶度66％的拟薄水铝石产品；最后对分离后的碱性废水按配方要求配制，对铝基材进行除油实验，经5次循环表明，除油效果和对铝基材的腐蚀率均100％达标。     

TiO2光催化涂料的制备及其降解甲醛研究

自制TiO2光催化涂料，重点对所制备的涂料在室内进行降解甲醛研究，考察了在不同分散剂、不同光催化剂以及不同甲醛初始浓度、不同光源、不同温度和不同湿度等环境因素下涂料对甲醛降解率的影响。结果表明，选用聚丙烯酸钠离子型分散剂，铜金属掺杂TiO2光催化剂制备的光催化涂料对甲醛降解率达80％以上且具有良好的耐久性，在室温（20℃左右）湿度50％日光灯照射下，甲醛初始浓度5μL时效果最佳。     

ZnO/Lix Ni1-xO光催化降解甲基橙的研究

采用溶胶凝胶法制备LixNi1-xO和ZnO粉体,利用球磨法制备ZnO/LixNi1-xO复合粉体,以紫外光为光源,通过降解甲基橙,研究了锂掺杂及n-p复合对氧化镍的光催化性能影响.结果表明:当投放量为0.1 g/L,x≤0.075(摩尔分数)的锂掺杂氧化镍均比未掺杂氧化镍的光催化活性高.当锂掺杂摩尔分数为0.025,...     

石墨烯/碳化钴钼复合材料作为微生物燃料电池阴极催化剂的研究

用改良Hummers法和碳热还原法分别制备了石墨烯和碳化钴钼。用透射电镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征了材料的形貌和结构。用循环伏安(CV)表征了其氧还原(ORR)催化性能,结果表明,复合材料的氧还原峰电流和起峰电位均大大优于单一材料。旋转圆盘电极(RDE)实验表明复合材料的氧还原反应为高效的四电子转移过程。含有6 mg·cm~(-2)石墨烯/碳化钴钼复合材料作为阴极催化剂的微生物燃料电池(MFCs)最大功率密度为418 mW·m~(-2),达到商业铂碳的68.3%。因此,廉价的石墨烯/碳化钴钼复合材料作为MFCs阴极氧还原催化剂具有巨大的应用潜力。     

微藻在生物减排CO2中的应用

微藻是一类单细胞或简单多细胞的微生物,其生长快速,并能够高效地固定各种来源的CO2,包括大气和工厂排放废气中所含的CO2及溶解性的碳酸盐.CO2的固定、生物能源的制备及污水的处理相结合为目前CO2的减排提供了一种前景非常好的技术选择.论述了热化学转化法(湿式碳化、热解及直接液化)等微藻生物质制备生物能源方法的研究状况,并分析了利用微藻生物减排CO2与污水处理相结合的可能性及目前的研究进展.     

冻融-碳化耦合环境下自燃煤矸石混凝土耐久性实验研究

为研究冻融-碳化耦合环境下自燃煤矸石混凝土耐久性能,通过冻融-碳化与碳化-冻融2种耦合环境实验,分析其质量、动弹性模量、抗压强度及碳化深度等损失特性,揭示冻融-碳化耦合环境作用机理。结果表明:冻融-碳化环境下质量、相对动弹性模量损失率均与循环次数、水灰比呈正相关;小于63次,碳化-冻融环境劣化其质量能力强于冻融-碳化环境;超过63次,冻融-碳化环境劣化能力强于碳化-冻融环境;冻融-碳化环境劣化动弹性模量能力高于碳化-冻融环境。初期碳化反应在一定程度上能促进强度增长,但冻融100次且碳化14 d后,冻融-碳化环境下强度损失率与水灰比呈正相关。冻融-碳化环境下碳化深度与时间、水灰比呈正相关,冻融环境是加速其碳化腐蚀的催化剂,碳化-冻融环境劣化碳化深度强于冻融-碳化环境,2种耦合环境碳化差值0.87~2.10 mm。为深入研究煤矸石混凝土在复杂环境中的耐久性提供参考。     

煤矸石层燃与工艺研究

介绍了煤矸石层燃与工艺流程及其燃用特性，利用成型燃烧理论和助燃技术解决了煤矸石在层燃炉内难燃和烟尘污染严重等技术难题，为煤矸石废弃物的洁净利用提供了一种切实可行的新技术。     

利用巨大芽孢杆菌制备高硫煤矸石肥料

高硫煤矸石的大量堆积对环境造成了严重污染,为了开发利用高硫煤矸石,对巨大芽孢杆菌处理高硫煤矸石生产煤矸石肥料进行了研究,包括煤矸石的粒径、体系p H、温度、接菌量、培养时间、振荡等因素条件对制备煤矸石肥料的影响,得到制备煤矸石肥料的最佳条件。研究表明,当煤矸石的粒径为60目、体系p H 7.0~8.0、接菌量为2.5×1014~5.0×1014cfu/g、30℃下培养5 d时煤矸石中的碱解氮、有效磷和速效钾的含量分别比原样提高了26.84倍、65.71倍和10.55倍;有效硫、有效钙和有效硅的含量分别比原煤矸石中提高2.70倍、1.27倍和1.07倍。     

自燃煤矸石轻骨料混凝土碳化深度研究

为研究自燃煤矸石轻骨料混凝土结构耐久性重要指标,考虑抗压强度、水灰比、水泥用量、养护龄期、相对湿度以及温度等不同敏感性因素,采用快速碳化实验方法来探究其对碳化深度的影响。结果表明:碳化深度与强度呈负相关;水灰比越大,内部空隙就越多,碳化深度越深,反之亦然;碳化深度与水泥用量呈负相关,但单纯增加水泥用量来降低其碳化程度是不可取的,应综合考虑其他敏感性因素;碳化深度与养护龄期呈正相关,碳化深度在3~14 d龄期内增长率最大,随龄期延长,其增长速率逐渐减小;碳化深度与相对湿度呈负相关,与温度呈正相关。     

煤矸石堆积下多环芳烃的淋溶污染特征

淋溶是使有害物质析出的主要途径之一。为查明煤矸石堆放淋溶造成的有机污染效应,对不同风化强度煤矸石进行了动态淋溶模拟实验,系统研究了煤矸石中US EPA优先控制的16种多环芳烃（PAH16）的析出规律和迁移方式。获得煤矸石中多环芳烃（PAHs）淋溶特征如下：煤矸石堆积期遭受短期降雨（500~1 600 mm）作用后,煤矸石溶出的PAH16总质量浓度达125.6~451.2 ng/L。PAH16溶出量初期较高,在一定降雨期后又达到峰值,酸雨条件下,煤矸石山淋溶出的PAH16可由线性累加转为指数快速累加的趋势。淋溶液中优势组分为萘、二氢苊、芴和菲,4种组分之和占所测PAHs总量的80%~90%。煤矸石溶出的PAHs环数分布为2环〉3环〉4环〉5环、6环。迁移方式上,2环PAHs多以溶解相迁移,3环PAHs主要以颗粒态迁移,存在少量溶解形式,而4环以上PAHs则以颗粒相形式迁移。     

循环流化床灰制备聚合双酸铝铁絮凝剂

为了提高循环流化床灰(CFB灰)的资源综合利用率对CFB灰制备聚合双酸铝铁(PAFCS)的可行性及工艺参数进行了研究,提出了以酸浸、水解、聚合和熟化等工艺过程,制备PAFCS混凝剂产品。重点对制备PAFCS絮凝剂的工艺参数进行研究,并利用红外光谱分析技术对PAFCS进行了结构表征及实验了PAFCS絮凝性能。结果表明,在相同条件下PAFCS的絮凝效果明显好于聚合氯化铝(PAC),用CFB灰制备PAFCS絮凝剂产品是可行的。     

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。     

Preparation of coal slurry with organic solvents

In this study, various organic solvents were used to prepare coal slurries and the rheological and thermal properties of coal-organic solvent slurries were examined. Solvents with molecules containing unpaired electrons (high basicity) show high extraction power and cause swelling of coal. Therefore, coal-organic solvent slurries usually showed higher viscosities compared to coal-water slurry. In addition, coal slurries prepared by alcohols and cyclohexanone demonstrated lower settling rates but a high specific sedimentation volume presumably because these solvents swelled coal particles well and led to the formation of weak gel structures in the bulk. In addition, ethanol and cyclohexanone are capable of breaking a considerable amount of hydrogen bonds in coal and subsequently opening up the structures. Thus, more surface area is available for combustion and the combustion rate of coal slurries was increased.     

Biogenic cements from rice hull ash doped with aluminum and iron

This work describes the use of rice hull as starting material for the synthesis of cements doped with iron and aluminum. Rice hull contains about 10-20% of silica along with organic material. In many countries rice hull represents an environmental problem since this material is merely burned at rice fields, rendering suspended silica particles in the air. Dicalcium silicate (beta-Ca(2)SiO(4)) is the second most important component of Portland cement and presents many environmental advantages over commercial cement. It can be prepared at lower temperatures saving energy and raw-materials. In this work we describe the synthesis beta-Ca(2)SiO(4) using silica derived from rice hull ash. Silica was obtained from heating rice hull at 600 degrees C. Starting materials (silica, calcium oxide, barium chloride, iron or aluminum oxide) were weighed in stoichiometric proportions and aqueous dispersions having water:solid ratio of approximately 20:1 were prepared and treated in an ultrasonic bath for 60min. After this, an intermediate silicate and the excess of calcium hydroxide were obtained. Finally solids were dried, grounded and heated up to 800 degrees C. It was observed that beta-Ca(2)SiO(4) was obtained when dopant concentration was limited to 1%.     

Mercury release during thermal treatment of two Chinese coal gangues

The utilization of coal gangue in power plants has become a new anthropogenic discharge source of mercury and attracted much concern in China. It is crucial to obtain the information about the mercury release during thermal treatment of coal gangue. In this study, the mercury release behavior of two coal gangues selected from two power plants were studied under different thermal treatment conditions of heating rate, residence time, and atmosphere. The results of mercury release profile show that the specified release temperature ranges for the different modes of occurrence of Hg are scarcely affected by the heating rate of 10, 20, and 40 °C/min. A higher heating rate could promote the Hg release to some extent. The mercury release ratio gradually increases with the extension of residence time for both coal gangues. The oxidizing environment has a positive effect on mercury release < 600 °C and has a minor effect > 600 °C. Mercury in coal gangue is more volatile than coal gangue matrix and the mercury in GD coal gangue is more easily released out than that in ED coal gangue.     

Evaluating the distribution and potential ecological risks of heavy metal in coal gangue

Environmental Science and Pollution Research - The heavy metals, which derived from accumulated coal gangue, are important source of environmental pollution. In this study, coal gangue dumps,...     

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。     

自燃煤矸石山覆盖材料压缩及压实特性实验

自燃煤矸石山表面构建覆盖层，需要具备一定的低渗透性能以有效阻隔空气，防止煤矸石山内部发生自燃。本研究通过室内实验，测定煤矸石山构建覆盖层涉及的碾压材料包括黄土、粉煤灰及掺有粉煤灰的混合土样的界限含水率、一维压缩特性及压实特性，揭示和分析7种覆盖材料配方的压缩压实特性，表明覆盖材料通过碾压可有效阻隔空气，起到阻燃作用；将粉煤灰掺人到一般黄土材料中，可减缓混合土样击实曲线的陡峭性，从而降低材料在碾压中对含水率的敏感度。实验旨在为进行煤矸石山覆盖层碾压提供科学的实验数据及设计参数。