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选煤厂原煤入选量逐年增加的同时也伴随着大量尾煤的排出。尾煤大量堆积,不仅占用土地,形成粉尘污染空气,矿物中的有害成分还会通过渗透作用危害水土。随着洁净煤技术的发展以及国家对环境保护要求的提高,选煤厂尾煤的综合治理及利用已成为亟待解决的重要问题。
本文使用焙烧处理对斜沟气煤、柳湾焦煤、寺河无烟煤进行改性处理,研究了吸附反应温度、溶液pH值、焙烧温度对水中Cr(VI)、Cu(II)、Pb(II)重金属离子吸附效果的影响。通过XRD分析、FTIR红外光谱分析、SEM-EDS分析、MLA分析及N2吸附等手段对所制备的尾煤基吸附剂的物理化学性质进行表征。主要结论如下:
(1)选取三种不同变质程度的尾煤进行灰分测试与粒度组成分析,得出三种尾煤均含有高岭石、伊利石、石英、方解石等物质,其中柳湾焦煤灰分最大且粒度最小,斜沟气煤灰分与粒度居中,寺河无烟煤灰分最小粒度最大。根据吸附试验可以得出:吸附剂所含灰分越大、粒度越小越有利于吸附反应的进行。
(2)三种不同变质程度的尾煤中,焦煤尾煤吸附效果最佳,其次是气煤尾煤,无烟煤尾煤吸附能力最弱,灰分与粒度影响吸附效果。通过吸附试验可得出,尾煤对Cr(VI)、Cu(II)、Pb(II)的吸附符合Langmuir吸附等温方程和准二级动力方程,增加反应温度有利于吸附过程进行,属于吸热反应。溶液pH值对吸附效果影响较大,改性焙烧温度为800℃时尾煤吸附能力最强。对Cr(VI)、Cu(II)、Pb(II)的吸附率均可达到90%以上。
(3)经过焙烧活化处理后尾煤中含氧官能团大量减少,尾煤表面电负性减弱,静电吸引力显著增强。表面产生了明显的多孔蓬松结构,矿物成分中,高岭土的含量有所减少,伊利石的含量明显增加。三种尾煤中改性焦煤比表面积与孔体积最大,其次为改性气煤,改性无烟煤比表面积与孔体积最小。这与吸附试验结果一致,吸附剂比表面积与孔体积越大,吸附剂的吸附能力越强。丰富的孔隙结构有利于吸附反应进行。
本文使用焙烧处理对斜沟气煤、柳湾焦煤、寺河无烟煤进行改性处理,研究了吸附反应温度、溶液pH值、焙烧温度对水中Cr(VI)、Cu(II)、Pb(II)重金属离子吸附效果的影响。通过XRD分析、FTIR红外光谱分析、SEM-EDS分析、MLA分析及N2吸附等手段对所制备的尾煤基吸附剂的物理化学性质进行表征。主要结论如下:
(1)选取三种不同变质程度的尾煤进行灰分测试与粒度组成分析,得出三种尾煤均含有高岭石、伊利石、石英、方解石等物质,其中柳湾焦煤灰分最大且粒度最小,斜沟气煤灰分与粒度居中,寺河无烟煤灰分最小粒度最大。根据吸附试验可以得出:吸附剂所含灰分越大、粒度越小越有利于吸附反应的进行。
(2)三种不同变质程度的尾煤中,焦煤尾煤吸附效果最佳,其次是气煤尾煤,无烟煤尾煤吸附能力最弱,灰分与粒度影响吸附效果。通过吸附试验可得出,尾煤对Cr(VI)、Cu(II)、Pb(II)的吸附符合Langmuir吸附等温方程和准二级动力方程,增加反应温度有利于吸附过程进行,属于吸热反应。溶液pH值对吸附效果影响较大,改性焙烧温度为800℃时尾煤吸附能力最强。对Cr(VI)、Cu(II)、Pb(II)的吸附率均可达到90%以上。
(3)经过焙烧活化处理后尾煤中含氧官能团大量减少,尾煤表面电负性减弱,静电吸引力显著增强。表面产生了明显的多孔蓬松结构,矿物成分中,高岭土的含量有所减少,伊利石的含量明显增加。三种尾煤中改性焦煤比表面积与孔体积最大,其次为改性气煤,改性无烟煤比表面积与孔体积最小。这与吸附试验结果一致,吸附剂比表面积与孔体积越大,吸附剂的吸附能力越强。丰富的孔隙结构有利于吸附反应进行。