改性煤矸石对煤矿酸性废水中Fe~(2+)、Mn~(2+)的吸附

针对煤矿酸性废水中Fe、Mn含量高的特点,采用自燃煤矸石及NaCl、NaOH、HCl活化改性煤矸石对废水中的Fe~(2+)和Mn~(2+)进行吸附试验,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品进行表征,考察了自燃煤矸石及NaCl、NaOH、HCl活化改性煤矸石对Fe~(2+)和Mn~(2+)的吸附特性。结果表明:Na OH改性煤矸石对Fe~(2+)和Mn~(2+)的吸附效果最佳。自燃煤矸石对Fe~(2+)的吸附过程由膜扩散和颗粒内扩散联合控制,NaCl和NaOH改性煤矸石对Fe~(2+)的吸附符合一级动力学模型,HCl改性煤矸石对Fe~(2+)的吸附符合二级动力学模型。自燃煤矸石及改性自燃煤矸石对Fe~(2+)的吸附现象均符合Freundlich吸附等温式模型。自燃煤矸石及改性自燃煤矸石对Mn~(2+)的吸附均符合二级动力学模型和Langmuir吸附等温式模型。     

铬铁粉矿球团烧结新工艺及固结机理研究

对铬铁精矿进行了常规烧结及球团烧结试验研究,并揭示了固结机理。常规烧结结果表明,在最优条件下,烧结矿成品率为73.16%,利用系数1.17t/(m2.h),烧结矿转鼓强度61.03%,固体燃耗115.80kg/t;球团烧结实验表明:在最优条件下,烧结矿成品率为77.18%,利用系数1.47t/(m2.h),转鼓强度83.78%,固体燃耗107.32kg/t。与常规烧结相比,球团烧结显著改善了烧结矿产质量,降低了固体燃耗。固结机理研究表明,在常规烧结中,烧结过程形成的液相量仅有17.1%,故烧结矿强度差,产量低;而球团矿烧结中,表层呈单个球团,中下层呈葡萄状粘结构。球团烧结矿固结以铬铁尖晶石、镁铁尖晶石再结晶为主,液相量19%左右,孔隙率下降。球团烧结矿强度由固相固结和液相粘结共同维持,因此,烧结矿强度好、产量高。球团烧结工艺是强化铬矿粉烧结、降低烧结能耗的有效途径之一。     

改性煤矸石吸附亚甲基蓝的研究

以改性煤矸石对亚甲基蓝进行吸附实验,探讨了改性煤矸石用量、吸附时间对亚甲基蓝吸附的影响,并对改性煤矸石再生效果进行测定.结果表明,利用改性煤矸石处理亚甲基蓝,具有处理效果好、再生容易等特点.利用Freundlich等温式和Langmuir等温式对其吸附进行描述,表明改性煤矸石易于吸附亚甲基蓝,吸附属于化学吸附;用颗粒内扩散方程和准二级吸附动力学方程对实验数据进行回归分析,准二级吸附动力擘方程能更好地描述亚甲基蓝在改性煤矸石上的吸附.     

基于数学建模的高阶优化过程控制系统的设计方案

针对优化包头市杨圪塄矿区某球团厂的煤球团烧结产品质量指标、降低生产能耗,提高球团烧结生产过程的控制水平,通过开展过程模拟模型、物热风平衡模型和高阶优化过程控制系统的研究,结合电气系统整体控制回路,对已有的过程控制系统进行高阶优化,在此基础上研究球团生产优化控制系统,形成高阶优化过程系统控制方案。实现了球团生产的基本过程控制系统的数据采集处理-链篦机干燥预热-回转窑配料焙烧-环冷机冷却-造球-数据回馈等一系列生产状态的透明化以及最优控制。     

基于“C-JSTK”技术的煤矸石中氧化铝和二氧化硅提取新工艺

通过对在煤矸石中提取氧化铝和二氧化硅工艺流程的分析和研究,针对"煤矸石-纯碱"烧结过程中产生的铝硅酸钠的问题,提出了解决方案,利用"C-JSTK"技术加速了煤矸石的反应过程,并提高了氧化铝和二氧化硅的提取率,降低了烧结过程中的碱损失率。最后,对废气、废液的循环利用以及废热分级使用的情况进行了探究,达到了合理利用资源的目的。     

自燃煤矸石吸附煤矿酸性废水矿物学特性研究

针对煤矿酸性废水污染问题,采用SEM、XRD和FTIR等分析测试手段,对吸附煤矿酸性废水前后的自燃煤矸石、Na OH改性自燃煤矸石和SRB协同自燃煤矸石样品进行矿物学特性研究。结果表明:自燃煤矸石通过表面孔隙吸附作用和发生配位反应,将煤矿酸性废水中的离子以小颗粒的形式沉积在自燃煤矸石表面。Na OH改性过程溶出自燃煤矸石表面的部分物质,使煤矸石表面出现大量孔隙。对比XRD谱图和红外光谱图可知,自燃煤矸石中的石英和钠长石等矿物成分在吸附煤矿酸性废水时起到了一定的作用。SRB协同自燃煤矸石过程对自燃煤矸石结构成分的影响比Na OH改性过程影响大,附着在煤矸石表面的SRB不仅影响自燃煤矸石表面的矿物质成分,形成黑色硫化物颗粒,还可以直接处理煤矿酸性废水,进一步提高对煤矿酸性废水的处理效果。     

彬县下沟矿煤矸石特性及烧结制砖工艺研究

以彬县下沟矿煤矸石为研究对象,在分析其基本性质的基础上,系统研究了其作为主要原料制备煤矸石砖的可行性。分别探讨了在升温速率、烧结温度及烧结时间不变的条件下,煤矸石粒度组成、煤矸石与黏土配比及成型压力等参数对煤矸石砖烧结性能的影响。结果表明,当煤矸石与黏土配比和成型压力不变时,随着煤矸石粒度增大,矸石砖密度减小,吸水率和抗压强度增大;当煤矸石粒度和成型压力不变时,随着煤矸石中黏土比例减小,样品密度增大,吸水率和抗压强度减小;煤矸石粒度及与黏土配比不变时,随着成型压力增大,吸水率减小,密度和抗压强度增大。     

疏水改性煤矸石砂浆性能的试验研究

煤矸石物理化学特性复杂、强度低、疏松多孔的特点,限制了其在建筑材料中的大量使用。本文采用疏水溶液浸泡的方式,在非煅烧、非预湿的条件下对煤矸石进行了改性。在系统研究改性前后煤矸石基本性质的基础上,设置0%、30%、50%、70%和100%共5种疏水改性后煤矸石质量替代率,以接触角、抗折强度、抗压强度、氯离子电通量为表征参数,分析了不同疏水改性煤矸石替代率对砂浆性能的影响。研究结果表明:采用本文的制备方法,当改性煤矸石替代率低于50%时,可实现煤矸石砂浆表面的疏水状态;抗压强度随改性煤矸石替代率的增大呈现降低的趋势,最大降低率为不掺加改性煤矸石时的15.7%;替代率为30%时,28 d抗压强度为58.5 MPa。不同改性煤矸石替代率下砂浆电通量均小于250 C,表现出优秀的抗氯离子渗透性。替代率为30%时电通量最小,为130 C。采用本研究提出的疏水改性的方法,可以使煤矸石在非煅烧、非预湿的条件下,保证砂浆良好的力学强度和抗氯离子渗透性能,实现煤矸石的充分利用。     

烧结球团环冷机温度检测及控制装置设计

结合烧结球团工程中环冷工艺存在的不足,着眼于实际应用需求,阐述了烧结球团环冷机温度检测及控制装置的设计思路、设备选型、系统功能设计,并针对设计过程中技术难点和技术要点进行针对性的探讨。     

改性煤矸石的制备及其对染料的吸附研究

根据煤矸石的化学特性及矿物特性,分析了煤矸石的改性过程,通过实验确定了煤矸石的改性方法.改性煤矸石由于矿物成分的负电性,对罗丹明B的吸附效果优于酸性红G.改性煤矸石对罗丹明B和酸性红G的吸附采用Henry等温吸附方程、Langmuir等温吸附方程、Freundlich等温吸附方程和Temkin等温吸附方程进行回归分析,结果表明,2种染料均最符合Langmuir等温吸附,吸附属于单分子层吸附.     

粉煤灰-煤矸石质多孔陶粒的制备研究

以粉煤灰和煤矸石为主要原料,采用添加造孔剂法烧制出粉煤灰多孔陶粒,研究了原料中粉煤灰与煤矸石的配比、烧结温度对多孔陶粒的烧结外观、气孔率、抗压碎强度、晶相组成和微观结构的影响。实验结果表明,随着煤矸石添加量和烧结温度升高,气孔率下降,抗压碎强度增大;当成孔剂添加量30%、粉煤灰与煤矸石质量比46.2∶19.8、烧结温度1 120 ℃、保温时间30 min时,所得多孔陶粒晶相组成稳定,抗压碎强度较高,内部孔隙发达,且多为三维贯通的通孔结构。     

外墙泡沫保温材料的技术现状及用砂岩质煤矸石试制

砂岩质煤矸石和抛光砖泥都是工业固体废弃物,在国家提倡外墙保温材料革新升级和煤矸石资源化利用的背景下,开发煤矸石基外墙泡沫保温材料,既可以实现建筑节能和外墙的安全防火,又可以改善矿区生态环境,减少对宝贵土地资源的占用。在介绍了我国外墙保温材料产业现状和国内关于煤矸石基外墙泡沫保温材料研究现状的基础上,重点分析了试验原料的增塑性和发泡性,并进行了煤矸石基外墙泡沫保温材料的试制。结果表明,以辽宁朝阳矸石山砂岩质煤矸石和辽宁法库某陶瓷厂的抛光砖泥为主要原料,碳化硅和氧化镁为复合造孔剂,硼砂为助熔剂,经陈化-成型-烧结工序,试制出了具有一定外观和性能的煤矸石基外墙泡沫保温材料,说明本试验技术路线是可行的。但要制备满足建筑业要求的、低成本的外墙泡沫保温材料,还需后续进行系统的原料配比和烧结制度优化试验。     

煤矸石提取氧化铝活化过程的研究

铝、硅主要以高岭土形式存在于煤矸石中,活性非常低,在高温下煤矸石微观结构中各微粒产生剧烈的热运动,形成处于热力学不稳定状态玻璃相结构,可使烧成后的煤矸石中含有大量活性氧化铝,达到活化目的.本实验以萤石为助剂、煤粉为还原剂,采用石灰石烧结法活化煤矸石.实验表明,最佳活化条件为:石灰饱和系数KH0.8、萤石用量1％、煤粉的加入量1.5％、煅烧温度1260℃、烧成时间90 min.此条件下煤矸石中氧化铝的溶出率高达89.5％.     

改性煤矸石粉的活化效果评价

利用硅炕偶联剂(KH-550)对煤矸石粉进行改性.采用红外光谱(FTIR),扫描电子显微分析(SEM)和热重分析技术(TGA)对改性前后煤矸石粉进行了分析.通过对改性前后煤矸石粉/笨乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)的力学性能来评价KH-550对煤矸石粉的活化效果.实验结果表明,KH-550与煤矸石粉能形成化学键,煤矸石粉的有机成分含量增加.改性后堞矸石粉的粒径变小,煤矸石粉表面活性增加.与未改性煤矸石粉/SBS材料力学性能相比,改性煤矸石粉/SBS材料的力学性能明显提高.改性煤矸石粉/SBS材料与炭黑/SBS材料的力学性能相当,说明改性后煤矸石粉的活化效果明显,可取代炭黑作为橡塑材料的填料.     

改性煤矸石吸附处理印染废水的试验研究

利用改性后的煤矸石吸附处理印染废水,分别考察了改性煤矸石粒径、投加量、振荡吸附时间对印染废水处理效果的影响。试验结果表明:在原水COD为3 298.8 mg/L,色度为1 100倍,投加4 g粒度为120目的改性煤矸石与50 mL废水反应5 min时,改性煤矸石对COD和色度的吸附去除率分别达到46.2%和83.7%,出水COD和色度分别为1 774.8 mg/L、180倍。该项研究为改性煤矸石作为水处理吸附剂在印染废水预处理中的应用提供了理论依据,同时也为印染废水的处理提供一种途径。     

改性煤矸石处理鱼塘养殖废水的试验研究

利用改性后的煤矸石处理鱼塘养殖废水,考察了改性煤矸石粒径、投加量、吸附时间对鱼塘养殖废水处理效果的影响。试验结果表明:在原水COD为133.1 mg/L,浊度为9.8 NTU,总氮12.29 mg/L时,投加120目改性煤矸石1 g,与50 mL废水混合,振荡吸附120 min,处理后出水COD为73.3 mg/L,浊度为7.3 NTU,总氮为0.27 mg/L,对COD、浊度、总氮的去除率分别可达到44.93%,25.51%和97.8%。该项研究为改性煤矸石作为水处理吸附剂在养殖废水处理中的应用提供了理论依据,同时也为养殖废水的处理提供一种途径。将吸附氨氮及其他污染物的煤矸石应用于土壤改良,不仅可减轻氨氮对环境的污染,也为废水中氨氮的有效利用提供了一种途径。