天然沸石结构对合成分子筛吸附脱氮性能影响

针对污水厂尾水深度脱氨问题,从国内几个典型的天然沸石矿床中选取了4种天然沸石（记为A、B、C、D）,运用直接碱溶-水热晶化合成工艺制备分子筛,测定了各自的氨氮吸附性能;并采用XRF、XRD等表征方法,对比分析了4种天然沸石在元素组成及矿物含量方面的差异,结合4种合成产物的晶体结构、元素组成、表面形貌分析结果,探讨了天然沸石材料特性对合成产物吸附性能的影响.结果表明：与沸石原料相比,4种合成产物的氨氮吸附性能均得到明显提升,其中C和A沸石合成产物的氨氮吸附量较高,均达到15mg/g以上;合成产物的氨氮吸附性能与沸石原料的碱溶性硅溶出量有正相关关系;碱溶性硅主要来自于天然沸石原料中的方石英、斜发沸石、丝光沸石、透长石等矿物组分,而结构稳定的石英不易被碱溶活化利用.合成产物为含有不同类型分子筛及其它矿物成分的混合物,碱溶性硅溶出量高的C和A沸石均合成了A型、X型分子筛,氨氮吸附性能较好;而B和D沸石合成产物主要为孔径小于铵根离子粒径的方钠石分子筛,其氨氮吸附性能较差.因此,利用天然沸石合成分子筛用于污水脱氨时,应尽量选择石英矿物含量少、碱溶性矿物占比高的沸石原料.     

造粒合成沸石滤料对污水中磷的净化与回收

以粉煤灰为原料,采用水热合成法制备沸石,造粒后合成沸石填充至滤柱中. 研究了不同运行条件下合成沸石对污水中磷的净化与回收效果. 结果表明:合成沸石对模拟污水和城市生活污水经二级生化处理后的排放水中磷的去除能力相近,且在磷含量低的情况下后者高于前者;与造粒前相比,造粒后的合成沸石仍具有良好的固磷能力. 水力负荷明显影响滤柱中磷的去除效果,其在177.9 L/(m2·h)以下时,磷的去除效果较好. 此外,进水pH也明显影响合成沸石的除磷效果,当进水pH调至酸性或碱性范围时,合成沸石的除磷能力显著提高. 该滤柱能够长期有效地净化与回收污水中的磷,达到饱和时合成沸石的w(磷)达20.04 g/kg(以磷元素计),可实际应用于农田改良.      

天然沸石定向合成A型分子筛及其脱氮性能

针对污水厂尾水深度脱氨问题,以河南巩义的天然沸石为起始原料,采用常压水热合成方法,选用4种不同的工艺方案合成A型分子筛,并对合成产物的吸附氨氮性能及其纯度、晶体结构、形貌特征、孔隙率等材料结构特征进行分析与表征,探讨天然沸石制备高效脱氨分子筛的合成方法.结果表明：与直接碱溶法制备硅源相比,碱熔融活化法对沸石原料硅的利用率较高,硅源纯化合成方案产物的氨氮吸附性能显著得到改善,平衡吸附量达20mg/g以上;其晶体形貌规整有序、杂质含量低、孔道通畅,有利于吸附扩散与传质过程.综合考虑硅源制备能耗、物耗及合成产物吸附性能,天然沸石合成A型分子筛适宜的工艺方案为碱溶纯化合成法.     

粉煤灰合成沸石处理含氟水的研究

以粉煤灰为主要原料,通过碱融法可以制备对氟离子具有一定吸附性能的沸石,通过正交试验与单因素试验共同考察了陈化时间、晶化时间和固液比对沸石吸附性能的影响,最佳的合成条件是陈化时间为12 h、晶化时间为6h、固液比为1/10,在制作工艺方面为粉煤灰合成沸石提供了重要参考.     

镧改性粉煤灰合成沸石的同步脱氨除磷研究

以火电厂固废粉煤灰为主要原料,采用改良水热法研制合成了低成本的P型沸石,对其进行了稀土镧改性处理,以强化其脱氮除磷能力.实验研究了改性镧离子浓度、投加量、pH值对同步去除氨氮和磷的影响;运用XRD和SEM分析技术对合成沸石进行了表征.结果表明,在改性镧离子浓度0.5%、pH值为4~8、投加量为10g/L时,改性后的合成沸石对氨氮和磷的去除率分别达到90%,95%以上.改性后的合成沸石对氨氮及磷的吸附动力学数据符合伪二级方程.Langmuir方程能更好地描述氨氮及磷在改性合成沸石上的等温吸附行为,氨氮和磷的Langmuir最大吸附量分别为3.94,1.65mg/g.     

稻壳沸石的合成及其对磷酸盐的吸附/脱附动力学

以稻壳为原料采用煅烧-水热合成法制备了合成沸石,运用XRD和SEM表征了合成沸石的特性,通过静态实验,研究了合成沸石对磷酸盐的吸附和脱附机理。结果表明:12 h后产物发现了Na P沸石的特征峰和亚晶结构,延长水热合成晶化的时间有利于沸石晶核的形成。沸石对磷酸盐的吸附机理符合伪二级模型,实测值与伪二级吸附动力学模型的拟合值相差在1.1%以内。颗粒内扩散速率是由膜扩散和内扩散共同控制,颗粒内扩散速率常数kp随初始浓度的增加而减小。升温有利于磷酸盐的脱附,MNa OH/P>8.0时(MNa OH/P为Na OH物质的量与吸附的磷酸盐物质的量之比),磷酸盐的脱附率可达82.9%。伪二级脱附动力学模型的拟合结果优于伪一级,拟合值与实测值相差在1.7%以内。     

粉煤灰合成沸石去除溶液中硒(Ⅳ)影响因素研究

利用粉煤灰为原料合成沸石,研究了合成沸石对溶液中硒(Ⅳ)的去除能力,分析硒(Ⅳ)溶液的初始pH值、沸石投加量、初始浓度、接触时间及温度对吸附过程的影响。结果表明,合成沸石的主要成分为一种无名沸石,沸石吸附硒(Ⅳ)呈现"快速吸附,缓慢平衡"的特点,硒(Ⅳ)的去除率受pH影响较大,当pH<2.0时具有很好的吸附效果,硒(Ⅳ)的去除率随初始浓度的增加而减小,随投加量的增加先增加后减小。吸附过程符合一级反应动力学模型,且基本符合Langmuir和Freundlich吸附等温线模型,而Langmuir吸附等温线模型对吸附数据具有更好的非线性拟合效果,合成沸石对硒(Ⅳ)的最大吸附量为5.36 mg/g。利用粉煤灰合成沸石不仅能较高效地去除水体中的硒(Ⅳ),且实现了粉煤灰的资源化利用。     

沸石-活性炭复合材料处理废水的应用研究

利用煤炭生产的副产品——煤矸石为原料,制得A型和X型沸石-活性炭复合材料,对其吸附性能的研究表明:复合材料对水和正己烷有高的吸附容量;对废水中的重金属Cr3+、Hg2+和NH3-N、有机酚等有毒有害污染物的脱除效果良好。     

沸石分子筛对放射性废水中铯的吸附进展研究

在放射性废水的处理过程中,含铯废水具有放射性周期长、潜在危险性大、处理难度大等特点,一直是放射性废水处理处置的研究难点。沸石分子筛对处理含铯废水有效率高、设备简单、原料充足等优点,且已成功应用在福岛核事故对铯的废水处理中。总结了目前国内外研究的几种除铯沸石,除铯沸石的主要合成方法为水热合成法,介绍了合成除铯沸石的影响因素,以及除铯沸石的工业应用进展,以期对现有研究有一个较为全面系统的认识,为后续的研究工作提供一个借鉴。     

粉煤灰水热法合成沸石及其对氨氮吸附性能的研究

以粉煤灰为原料,采用NaOH碱熔融制得粉煤灰熟料,由水热法合成沸石产品。通过单因素试验和正交试验考察搅拌陈化时间、水热晶化时间、液固比对合成沸石的氨氮吸附容量的影响。试验结果表明:搅拌陈化时间为12 h、水热晶化时间为6 h、液固比为10时,合成的产品主要为P型沸石,其氨氮吸附容量达最大为6.15 mg/g,并以此为理论基础讨论其运用于水处理工艺中的可能。     

预防矸石山自燃在“动态”中掌控技术要点

在研发矸石山自燃预警技术中着重了解煤矸石山自燃机理,同时对煤矸石堆积中矸石内部的动态的要素探索,达到阻断煤矸石自燃的目的,矸石山自燃区的准确定位和自燃的早期临界温度监控很重要,所以,很有必要针对矸石山自燃预警系统的研发来确保煤矿生产安全,促进恢复矸石山生态环境着手于基础工作。     

矿区煤矸石山周围土壤重金属分布规律研究

对某矿区矸石山及周围土壤五种重金属(Cr、Cd、Cu、Pb、Zn)总量进行测定,结果显示,两个矿区矸石中五种重金属含量均高于当地背景值,同时受矸石山影响,矸石山周围土壤重金属含量也都不同程度地超出背景值,即重金属对土壤产生不同程度的污染。数据分析结果表明,矸石山周围土壤中的重金属平面与剖面分布具有一定的规律特征:土壤重金属含量的大小与土壤距离矸石山的远近有关;同时重金属的分布受气候及其它影响而呈现了一定的波动性特征。     

国内外矸石山灭火技术发展现状和展望

本文从矸石山自燃系统特殊性，及对灭火工作提出的特殊要求出发，分析了造成矸石山灭火工作困难的原因，认真总结了国内外的成熟和正在开发的灭火技术，对今后矸石山灭火技术的发展方向提出了见解。     

安太堡露天煤矿复垦地土壤养分相关研究

以平塑安太堡露天煤矿为例，研究了矿区排土场矸石风化物和黄土二种主要母质发育的土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾状况及其相关性。结果表明，矸石和黄土母质对有机质、全氮的影响显著，对速效磷、速效钾的影响未达到显著水平；黄土母质发育的土壤有机质和全氮含量呈显著正相关，而矸石风化物有机质和速效钾含量呈显著负相关，有机质和其它的养分指标相关性不显著。     

用压实法防止煤矸石山自燃

本文分析了阳泉矿务局煤矸石山自燃的原因及几种灭火方法的适应性，介绍了碾压复盖法灭火技术在二矿矸石山取得成功的实例及分层压实法排矸工艺在五矿矸石山成功实施的实例，并认为煤矸石的资源化更为重要，更有前景。     

煤矸石井下填充后微生物降解残渣的分析

通过对煤矸石进行微生物降解试验,探讨煤矸石并下填充的可行性并为填充后的污染控制提供理论依据。试验结果表明：煤矸石中有机质可以被微生物降解,浸泡和接种物驯化有利于微生物降解有机质,而且接种物含量和浸泡时间影响残渣中金属Ag、Cu、CO和Fe的含量;试验后残渣中CaO、MgO、SiO2不会对地下水造成太大影响,但残渣中Fe2O3含量相对较大,将可能引起地下水中Fe超标,可能对地下环境有一定的影响。     

无机离子交换材料吸附锶、铯研究进展

90Sr、137Cs的去除是放射性废水处理研究的重点。无机离子交换技术凭其所特有的优势已经成为较为经济和适宜的手段之一。本文介绍了常用的无机离子交换材料如沸石、杂多酸盐、复合离子交换剂、金属亚铁氰化物及铁氰化物、多价金属磷酸盐等的应用现状,探讨了无机离子交换材料吸附锶、铯的研究进展和发展方向,以期对以后的研究有所帮助。     

东部平原矿区三种复垦方式复田土壤理化性状对比分析

在我国东部平原矿区,煤矸石充填复垦、粉煤灰充填复垦和泥浆泵复垦等三种土地复垦方式得到了广泛的应用。通过对比、分析了三种复垦方式对土壤的理化性状及耕作效果的影响,结果表明：①不同复垦方式对土壤理化性状及耕作效果产生明显的差异;②泥浆泵复垦地力恢复周期长,而煤矸石复垦、粉煤灰复垦地力恢复周期相对较短;③泥浆泵复垦土壤耕性较差,但无污染风险;煤矸石、粉煤灰复垦土壤耕性较好,但存在一定污染风险。结论：在现有的经济技术条件下,煤矸石、粉煤灰充填复垦方式更适合在我国东部平原矿区应用;但需对复垦方式进行一定改良。     

固废基土壤调理剂的制备及其矿区生态修复效果

我国煤矸石产量大,利用率偏低,大量堆积没有得到合理利用,造成了土地资源浪费和严重的环境污染。以煤矸石为主要原料,通过添加铝粉发泡养护得到多孔材料,再将其与废弃有机质以及含碳辅料发酵制成固废基土壤调理剂。对比探究喷播固废基土壤调理剂(SWSC)、丛枝菌根真菌(AMF)和固废基土壤调理剂耦合菌根真菌(SWSC+AMF)的土壤理化性质以及对矿区典型植物生长的影响,研究不同处理下植物中重金属的累积量。结果表明:固废基土壤调理剂的优选配方为:当煤矸石和水泥掺比为85%∶15%时,制备的多孔材料性能最优;优选鸡粪和风化煤作为有机质和含碳辅料;当多孔颗粒、鸡粪与风化煤的质量配比为4∶2∶4时,制备的固废基土壤剂调理剂最优。对土壤调理剂的制备及应用全流程进行重金属安全性评价,重金属含量均低于国家标准中重金属的限定值。喷播SWSC+AMF的土壤中有机质含量为35.24 mg/kg,速效钾含量为261 mg/kg,有效磷含量为278 mg/kg,碱性磷酸酶含量可达到293.07 mg/kg,且喷播SWSC+AMF对披碱草的株高和根长生成具有促进作用,可有效减少对披碱草中重金属Cd、Pb、Ni的累积,同时对改善土壤结构,提升土壤肥力方面有积极作用。     

还原法处理转炉渣研究

测定了１６００℃下用不同还原剂处理上钢三厂转炉渣时渣中ＦｅＯ的还原动力学曲线。研究了用Ｃ及煤矸石作还原剂时，渣中ＦｅＯ和Ｐ２Ｏ５的变化关系，确定了还原后转炉渣直接作水泥熟料的最佳条件。