煤矸石酸浸制备水玻璃工艺中参数条件对SiO2溶出率影响研究

在常压条件下,煤矸石通过酸浸分离氧化铝后,酸浸残渣可作为制备水玻璃原料.研究了不同酸浸液浓度、浸提温度、浸提时间对煤矸石中SiO2溶出率的影响,溶出率越高反映煤矸石制备水玻璃的原料利用率越高,并以正交试验和极差结果进行了因素分析.结果表明:硫酸酸浸工艺的主要影响因素为酸浸液浓度,最佳工艺参数组合为酸浸液浓度为0.7 mol/L,浸提温度为90℃,浸提时间为80 min,SiO2溶出率达48.35％;硝酸酸浸工艺的主要影响因素为浸提温度,最佳工艺参数组合为酸浸液浓度为0.7 mol/L,浸提温度为100℃,浸提时间为60 min,SiO2溶出率达45.03％;高氯酸酸浸工艺的主要影响因素为酸浸液浓度,最佳工艺参数组合为酸浸液浓度为0.7 mol/L,浸提温度为90℃,浸提时间为80 min,SiO2溶出率达34.4％;工艺在高温和低温运行条件下,分别选择硫酸和硝酸酸浸为宜,高氯酸效果较差.     

煤矸石酸浸除铁实验研究

煤矸石已成为不容忽视的工业废弃物,以其为原料制备Sialon材料具有良好的生态效益和经济价值。煤矸石中铁含量过高将影响其煅烧粉的白度,故需将有害组分铁除去。文章在水浴加热的条件下,以盐酸为浸取液,以原子吸收光谱仪测定酸浸液中的溶铁量,逐一考察盐酸质量分数、浸出液固比、浸出温度和浸出时间对煤矸石除铁率的影响。每个因素在不同设值下平行测定3次并求其平均值,之后进一步验证最优工艺的稳定性。实验得出最佳工艺条件为:盐酸质量分数20%、浸出液固比4∶1、浸出温度60℃和浸出时间0.5 h,在该条件下煤矸石除铁率均值达94.4%。     

一种新复合型絮凝剂的制备与混凝应用研究

利用煤矿开采后产生的固体废弃物煤矸石制备一种新复合型絮凝剂聚合氯化铝铁钙(PAFCC)。制备工艺中溶出反应最优化条件为煅烧温度750℃,保温2h;盐酸的酸溶反应时间为3h,酸溶反应中盐酸的用量为0.70g/g;碱化聚合反应的最佳工艺条件:反应温度为60℃,pH值为3.7,反应时间为30min;以高岭土废水水样为处理对象,煤矸石制备的聚合氯化铝铁钙絮凝剂废水浊度去除率高于工业聚合氯化铝PAC的浊度去除率。     

增钙煅烧方式对高铝煤矸石活化效果影响研究

以内蒙古某地高铝煤矸石为研究对象,研究了增钙煅烧方式对煤矸石活性的影响,在此基础上,分别研究了硅酸钠及硫酸钠与石灰复合对煅烧煤矸石活性的影响。结果表明:采用增钙煅烧方式对高铝煤矸石进行活化时,将钙源与煤矸石一并进行煅烧有利于其活性的提高,而先煅烧后增钙的方式不利于其活性的提高;硅酸钠可一定程度上提高增钙煅烧煤矸石的活性,但提高程度很有限;当硫酸钠与钙源的用量及配比合理时,可提高煤矸石的活性。     

高岭土铝活化法制备改性粘土及其除藻机制

以焙烧高岭土为原料,通过酸-碱组合活化、原料复配、控温熟化等连续处理步骤活化高岭土中的铝制备改性粘土(MC)。采用正交试验设计对该方法进行优化,考察了制备条件对获得改性粘土除藻效果的影响规律,探讨了不同制备条件下获得改性粘土除藻效率差异的机制。结果表明,酸-碱组合活化pH值对改性粘土的除藻效率具有显著影响(P<0.05),控制碱中和后的pH£3.6获得改性粘土的除藻效率可达90%以上。通过分析改性粘土的理化特征及絮凝除藻时的絮凝体特征发现,在最佳制备条件下,高岭土矿晶中铝大量被活化,合成改性粘土的片层致密且卷曲、微表面粗糙,分散到海水中时活化单体铝(Al_a)、多羟基铝(Al_b)含量更高,粘土表面电性由负转为正,絮凝卷扫藻细胞的作用增强,因而合成改性粘土具有更高消除赤潮生物的能力。     

焙烧活化对煤矸石中硅元素浸出的影响

煤矸石是采煤和洗煤过程中排出的固体废物,会对环境造成危害,但是煤矸石中含有大量硅元素,其质量分数在45%以上,如果加以适当的处理和利用,仍是一种有用的资源。以煤矸石为硅源焙烧活化制备白炭黑,焙烧过程对煤矸石的活性影响较大,对焙烧过程中的粒度、配料比、温度和时间等影响因素进行讨论,实验结果表明:将煤矸石粉磨至180~250μm,煤矸石与复合碱按照m(煤矸石):m(复合碱)=4∶1的比例混匀,700℃下焙烧120 min,经酸浸、碱溶、二次酸化后,再烘干、焙烧即得纯度在99%以上,SiO2的浸出率达88%以上。     

粉煤灰的酸碱联合活化溶出实验研究

对粉煤灰的成分、粉煤灰的活化条件和酸碱联合溶出率进行了分析和比较,确定了最佳活化条件和最佳溶出条件。粉煤灰的最佳活化条件是：灼烧温度为700℃,灼烧时间至少应≥1h,当灼烧时间超过2h时,灼烧时间的增加不会对粉煤灰化学成分的溶出率产生明显影响,而铁的溶出率几乎不受灼烧活化方法、酸溶温度和酸浓度的影响;酸碱联合溶出的最佳条件是：在粉煤灰的最佳活化条件下,先用酸溶,再用碱溶,酸溶时的硫酸浓度要〉0．5mol·L^-1,最佳用量为8—10mL·g^-1。     

关于煤矸石制备铝硅钛合金几个问题的讨论

本文对煤矸石酸浸脱杂制备硅钛氧化铝并电解生产铝硅钛合金有关的几个问题进行了讨论,分析了煤矸石酸浸脱杂与处理、硅钛氧化铝组成、电解工艺等条件对煤矸石制备铝硅钛合金的影响。     

从自燃煤矸石中提取聚合铝铁(PAFC)的试验研究

采用盐酸酸浸的方法从自燃煤矸石中提取聚合铝铁，对煤矸石的粉碎粒径、酸浸盐酸的浓度及用量、酸浸的温度等工艺条件进行了试验研究。结果表明，从100g自燃煤矸石中，可提取19．85g固体聚合铝铁，成品的Al2O3含量33％、Fe2O3含量16％、盐基度70％。     

新型絮凝剂聚合氯化铝钙中铝形态表征及钙含量测定

以Al2O3和CaCO3为原料经高温焙烧酸溶制备工艺合成新型高效絮凝剂——聚合氯化铝钙。采用Al-Ferron逐时络和比色法研究产品中的铝形态;络合滴定法研究钙含量。结果表明:焙烧工艺对钙含量的影响较大,酸溶工艺对钙含量的影响较小。在最佳配比条件下,生成的Alb为最佳;焙烧温度提高Ala、Alc含量减小,Alb含量增大;增长酸溶反应时间Alb含量减少;增加酸用量,Ala、Alc含量减少,Alb含量增大。     

新化矿区煤矸石中微量元素赋存形态及浸出特征

利用BCR连续提取法和浸泡实验,对贵州省新化煤矿区不同风化程度的煤矸石中微量元素As、Cd、V、Zn、Co、Cr、Cu、Ni、Pb的赋存形态及浸出浓度进行研究。赋存形态研究结果表明:在煤矸石中As和Cd元素主要以酸溶态、可还原态和可氧化态形式赋存,而其他微量元素V、Zn、Co、Cr、Cu、Ni、Pb主要以残渣态形式赋存;除了V元素的赋存形态含量百分比不受煤矸石风化程度影响外,其它微量元素的赋存形态的含量百分比均会受到煤矸石风化程度的影响。煤矸石的浸出实验表明:浸泡时间是影响煤矸石中微量元素释放的一个重要因素;在浸泡过程中,大部分微量元素在浸泡前期的浸出浓度受煤矸石风化程度的影响,Zn和Cu元素则是在整个浸泡过程的浸出浓度均受到煤矸石风化程度的影响;不同粒径大小的煤矸石在浸泡过程中,除微量元素As和Co的浸出浓度不受煤矸石粒径大小的影响,其他微量元素在浸泡前期和中期的浸出浓度均与煤矸石的粒径大小呈反比。     

采用离石黄土原位修复煤矸石渗滤液污染地下水

为以较好的技术手段和较低的经济成本治理煤矸石淋滤液、矿坑废水对地下水的污染,通过土柱淋滤试验、PRB (permeable reactive barrier)模拟试验以及场地修复试验,对煤矸石淋滤液中重金属(Zn、Mn、Pb、Cr、Cu、Cd、Hg)及As的吸附性进行了研究. 土柱淋滤试验结果表明:离石黄土(粒径0.05~0.10mm)、亚砂土(粒径0.05~0.10mm)和细沙(粒径>0.10~0.25mm)对煤矸石淋滤液中的重金属(Zn、Mn、Pb、Cr、Cu、Cd、Hg)及As的吸附能力为离石黄土>亚砂土>细沙,其中离石黄土对As的分配系数为2.26L/kg.模拟槽试验表明,在地下水流速为0.20m/d、m(煤矸石):m(离石黄土)分别为5和7的情况下,淋滤液中的As能够全部被黄土墙吸附;m(煤矸石):m(离石黄土)为10时,部分As透过黄土墙向下游迁移. 5个月的场地修复试验表明,利用离石黄土作为PRB的吸附材料能够较好地去除地下水中的重金属(Zn、Mn、Pb、Cr、Cu、Cd、Hg)和As,厚约0.5m的离石黄土墙对被煤矸石淋滤液污染的地下水中Cr的去除率最高,达到70.97%,对Pb的去除率最低,为43.14%.      

煤系硫铁矿处理含镍废水的实验研究

在煤系硫铁矿在处理含镍废水中,废水的pH值,反应时间,粒度,加入量,温度,搅拌等对Ni2+的去除率影响较大。在煤系硫铁矿中加入不同配比的还原铁粉进行改性处理实验。结果表明煤系硫铁矿与还原铁粉的比例为100:10时,加热温度为200℃时,对镍的去除率明显提高。     

浸泡淋滤作用下煤矸石重金属元素的释放规律及特征研究

为探究天然煤矸石在雨水浸泡淋滤作用下重金属元素的释放规律及特征,通过扫描电镜(SEM)对天然煤矸石进行表征以观察其淋滤前后的微观形貌,借助X射线衍射(XRD)技术测定煤矸石淋滤前后的矿物成分组成及变化情况.结合模拟降水连续静态浸泡与动态淋滤试验,考察在不同固液比、粒径、pH、土壤介质条件下煤矸石中重金属元素的释放规律与特性.结果表明：(1)淋滤后的煤矸石表面凹凸结构较多,淋滤前后煤矸石中各矿物相含量差异较小.(2)As、Mn的浸出浓度均较高,最大释放率大小表现为As>Cd>Cu≈Ni>Mn>Cr>Zn>Pb. As的累积释放对周边土壤环境以及地下水产生不利影响的风险较高.(3)连续动态淋滤试验在pH为3时,Mn、Cu、Zn、Ni的累积释放量明显较高,As、Cr在中性条件下的累积释放量高于在酸性条件下.引入土壤介质这一因素后,Cr、As的累积释放量均明显减少,这两种重金属元素均呈现出在土壤中积累的状态.研究显示：对于相同煤矸石堆存量,降雨量越大,重金属的释放总量越高,固液比为1∶20时,As释放量最高可达2.822μg/L;Cr、As呈现出在土壤中积累...     

改性煤矸石对上覆水磷及底泥磷代谢关键基因的影响

将热活化煤矸石和镧改性煤矸石应用于封闭水体除磷固磷试验,采用16SrRNA高通量测序技术分析底泥微生态群落结构、聚磷细菌和磷代谢功能基因的变化.结果表明：镧改性煤矸石对上覆水TP的去除能力最高,稳定期上覆水TP浓度为0.023~0.028mg/L,较对照组低83.5%以上,热活化煤矸石对上覆水TP的去除能力较差,稳定期上覆水TP浓度为0.15mg/L左右,略低于对照组.热活化煤矸石和镧改性煤矸石均提高了底泥中微生物多样性,变形菌门（Proteobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）为底泥优势菌种.不同处理组底泥中聚磷细菌为Tetrasphaera和Candidatus_Accumulibacter,镧改性煤矸石显著降低了底泥中聚磷细菌的相对丰度.热活化煤矸石和镧改性煤矸石对多聚磷酸盐激酶（PPK）影响不大,但对外切聚磷酸酶（PPX）的抑制较大,热活化煤矸石抑制最大.     

淮南煤矸石综合利用对策探讨

对淮南市煤矸石的排放、组成特性、产品的技术可行性、市场需求等进行分析、论证，提出适合淮南市煤矸石产品综合利用的主要方法对策，并从经济环境效益发生进行了优选。     

内蒙古乌达-乌斯太工业园环境单颗粒研究

2015年夏季在内蒙古乌达-乌斯太工业园布点采集了大气颗粒物核孔膜样品16件,采用扫描电镜（SEM-EDX）共表征了1600个单颗粒的形貌和化学组成,结果表明,研究区单颗粒主要为矿物颗粒、燃烧产生颗粒和含硫颗粒3大类,其中矿物颗粒不仅含有硅铝酸盐和碳酸盐这类常见颗粒,还有风化煤矸石和沙尘颗粒这两种特殊颗粒;燃烧产生颗粒不仅有通常的燃煤飞灰、烟尘集合体和絮状碳质颗粒,还有原煤尘颗粒.统计表明,烟尘聚合体、硅铝酸盐和沙尘这三者占颗粒物总数的64%,风化煤矸石尘和原煤尘主要呈现为可吸入颗粒（2.5~10μm）;烟尘聚合体和沙尘则主要为超细颗粒（<1.0μm）.总之,单颗粒分析揭示该典型煤炭工业园区大气颗粒物主要来源：园内燃煤排放和交通,上风向矿区煤炭生产和上风向沙漠自然活动.     

改性煤矸石对上覆水磷及底泥磷代谢关键基因的影响

将热活化煤矸石和镧改性煤矸石应用于封闭水体除磷固磷试验,采用16SrRNA高通量测序技术分析底泥微生态群落结构、聚磷细菌和磷代谢功能基因的变化.结果表明：镧改性煤矸石对上覆水TP的去除能力最高,稳定期上覆水TP浓度为0.023~0.028mg/L,较对照组低83.5%以上,热活化煤矸石对上覆水TP的去除能力较差,稳定期上覆水TP浓度为0.15mg/L左右,略低于对照组.热活化煤矸石和镧改性煤矸石均提高了底泥中微生物多样性,变形菌门（Proteobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）为底泥优势菌种.不同处理组底泥中聚磷细菌为Tetrasphaera和Candidatus_Accumulibacter,镧改性煤矸石显著降低了底泥中聚磷细菌的相对丰度.热活化煤矸石和镧改性煤矸石对多聚磷酸盐激酶（PPK）影响不大,但对外切聚磷酸酶（PPX）的抑制较大,热活化煤矸石抑制最大.     

煤矸石制取铝盐的条件试验

煤矸石作为一种来源广泛的铝资源利用愈来愈受重视，如何提高铝的溶出率是充分利用的关系。文中提出了采用回流可使煤矸石中Ａｌ２Ｏ３的溶出率达９５％以上。     

煤矸石山覆土体系重金属污染特征及生态风险评价

长期堆积的煤矸石会在雨水淋滤、地下水浸泡下释放重金属元素,随着水流向周边土壤扩散的同时,也会在土壤毛细作用及植物根系活动作用下向上层覆土迁移,对土壤质量产生影响。以宁夏宁东某矿矸石山为研究对象,分析矸石山不同深度覆土及周边0~200 m土壤环境中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As、Mn、Ni元素的空间分布特征,探究土壤环境质量现状,并综合评估土壤生态风险。研究表明:Cr是研究区的主要污染因子,矸石山覆土有86.36%的采样点位Cr含量超过原土,矸石山周边表层、深层土壤分别有100%、50%的采样点位Cr含量超过对照点土壤背景值;煤矸石中有毒重金属元素向覆土有一定的迁移性,且与煤矸石层接触的土壤中重金属元素富集明显;煤矸石粉尘扩散是周边土壤中重金属元素富集的主要途径,其显著影响范围在矸石山10 m内;矸石山周边土壤潜在生态危害指数(RI)为40.80~63.31,污染程度均为轻微,矸石山覆土潜在生态危害指数(RI)为44.83~70.54,仅有1个点位污染程度达到中等。