改性煤矸石-海藻酸钠粉体对管道内甲烷/空气爆炸的抑爆实验

以工业固废煤矸石(coal gangue,CG)为原料,通过焙烧、酸碱激发和物理研磨等方法对其进行改性,得到一种表面粗糙、比表面积较大的微孔改性煤矸石(modified coal gangue,MCG)材料。以MCG作为基体,采用机械化学技术(mechanochemical technology,MCT)将一种新型阻燃剂海藻酸钠(sodium alginate,SA)与MCG进行复配,制备出一种高效、环保、经济的改性煤矸石-海藻酸钠(MCG-SA)粉体抑爆剂。运用热重分析仪、扫描电子显微镜、X射线衍射分别对上述3种粉体进行表征,以确定其热分解特性、微观形貌和晶相成分。在自行搭建实验平台的基础上探究了MCG、SA及MCG-SA复合粉体在不同复配比、不同添加质量条件下对甲烷-空气预混气体的爆炸压力、火焰传播速度等特性参数的影响。研究结果表明:MCG、SA及MCG-SA复合粉体具有良好的抑爆效果,且复合粉体的抑爆能力优于单一粉体。其中,质量为250 mg、SA质量分数为50%的复合粉末对甲烷体积分数为9.5%的甲烷-空气爆炸的协同抑制效果最显著,最大爆炸压力和最大火焰传播速度分别降低36.72%和68.93%,最大爆炸压力和最大火焰传播速度的抵达时间分别延长243.36%和171.33%。

粒度对热改性煤矸石制备及吸附性能的影响

以不同粒度煤矸石为原料制备热改性煤矸石,研究其对亚甲基蓝吸附性能的影响。结果表明,不同粒度热改性煤矸石最佳制备条件和最佳吸附条件均不相同。在750℃煅烧5 h的200目(74μm)热改性煤矸石吸附效果最佳;在最佳吸附条件下,200目热改性煤矸石的最大吸附量为87 mg/g,比400目(37μm)和600目(23μm)热改性煤矸石分别高13%和9%。采用X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)和全自动比表面及孔隙度分析仪(BET)对样品进行表征,发现不同粒度热改性煤矸石较原煤矸石均变得疏松,但200目煤矸石效果更加显著,形成的孔隙主要是介孔。

改性煤矸石对砂姜黑土物理结构及有机碳组分的影响

为了探究改性煤矸石对砂姜黑土胀缩性、有机碳及其组分的影响,将煤矸石破碎为3种水平(0~2、2~5、5~8 mm),并将其分别在3%氢氧化钠溶液(75℃)和5%盐酸溶液(70℃)中浸泡保温2 h获得碱改性煤矸石和酸改性煤矸石,对煤矸石改性前后结构进行表征。以砂姜黑土为研究对象,通过室内培养试验分析改性煤矸石对土壤容重(ρb)、总孔隙度(φ)、微观孔隙参数、收缩特征及有机碳组分变化的影响。结果表明:碱改性、酸改性煤矸石添加后ρb较对照(不添加煤矸石处理)显著降低25.60%~38.69%、26.19%~35.71%,较煤矸石处理降低1.57%~5.50%、0.85%~2.36%;φ较对照分别提高44.34%~67.02%、45.38%~61.88%,较煤矸石处理分别提高1.34%~3.84%、0.65%~2.19%;土壤微观孔隙体积均有一定程度下降,微观孔隙平均直径增大;土壤线性伸展系数整体趋势为对照>5~8 mm煤矸石>2~5 mm煤矸石>5~8 mm酸改性煤矸石>5~8 mm碱改性煤矸石>0~2 mm煤矸石≈2~5 mm酸改性煤矸石>2~5 mm碱改性煤矸石>0~2 mm酸改性煤矸石>0~2 mm碱改性煤矸石,收缩率整体变化趋势与土壤线性伸展系数一致。土壤有机碳、溶解性有机碳、易氧化有机碳、微生物生物量碳含量较对照分别增加了103.19%~328.88%、98.23%~470.50%、100.00%~279.90%、85.88%~347.53%。随煤矸石粒径增大,ρb与碳组分含量整体呈下降趋势,土壤线性伸展系数与收缩率呈上升趋势。结构方程表明,土壤胀缩性是影响土壤有机碳组分含量累积的关键因素。综上,酸、碱改性煤矸石添加均能降低土壤ρb、改善土壤孔隙结构及胀缩性,增加有机碳及其组分含量。碱改性改良效果总体优于酸改性,小粒径优于大粒径,因此得出淮北地区比较科学合理的砂姜黑土改良措施是添加0~2 mm碱改性煤矸石。

不同粒度热改性煤矸石的制备及其对甲基橙的最佳吸附性能

以不同粒度煤矸石为原料,制备吸附甲基橙效果最佳的热改性煤矸石。研究发现,0.075 mm(200目)煤矸石在650℃煅烧2 h得到的热改性煤矸石对甲基橙的吸附性能最佳。由SEM和XRD可知在煅烧过程中煤矸石中有机物与部分碳挥发并且颗粒内部发生脱羟基反应,变得疏松多孔,煤矸石宏观层状结构被破坏,晶格缺陷增加,转化为活性偏高岭石,活化吸附位点增加。此热改性煤矸石对甲基橙的吸附最优条件为:吸附温度为25℃,吸附时间为1.5 h、热煤矸石加入量为0.2 g,甲基橙初始质量浓度为25 mg·L^(-1)。

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。

改性煤矸石/TiO_2复合材料的制备及其光催化性能

以盐酸改性煤矸石(hydrochloric acid modification gangue,简称HAG)为载体,采用溶胶-凝胶法制备改性煤矸石负载TiO_2的光催化复合材料TiO_2/wHAG(w:HAG的质量分数,%)。以紫外灯(一类可以产生较大有效范围的紫外光的光源)为光源,以罗丹明B降解为废水降解模型考察复合材料的光催化活性。采用SEM、FT-IR和XRD对TiO_2/wHAG复合材料的表面形貌、光谱特征和晶相结构等进行了表征。结果表明:改性煤矸石与TiO_2之间生成了Ti—O—Si共价键,结合牢固。TiO_2/45HAG与TiO_2相比,其光催化活性和静态吸附性能分别提高了30%和4.1%。另外,改性煤矸石作为载体可减少TiO_2粒子的团聚,并且能保持其原有的表面性质以及晶体结构。

改性煤矸石对废水中氨氮的去除试验研究

文章介绍了改性煤矸石对废水中氨氮的吸附去除效果及影响因素的试验,结果表明:在原水氨氮浓度为211.87mg/L时,选用粒径为120目的改性煤矸石1g与50mL废水混合,振荡吸附120m in,改性煤矸石对废水中氨氮的去除率可达到62.46%。该项研究为改性煤矸石在其他高浓度氨氮废水处理中的应用提供了科学依据,同时可将吸附氨氮后的煤矸石应用于土壤改良,不仅减轻了氨氮对环境的污染,也为废水中氨氮的有效利用提供了一种途径。

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,准二级吸附动力学方程能更好地描述亚甲基蓝在改性煤矸石上的吸附。

改性煤矸石吸附Cr(VI)的研究

以改性煤矸石对模拟含Cr(VI)废水进行吸附实验。结果表明,在pH值为1.0、吸附时间60min、改性煤矸石用量5g/L时,对进水Cr(VI)为50mg/L的废水进行处理,Cr(VI)的去除率达到99.98%,处理后水样中Cr(VI)含量小于0.50mg/L,达到国家排放标准。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Cr(VI),吸附属于化学吸附。

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。

改性煤矸石吸附预处理洗浴废水试验研究

利用改性煤矸石吸附预处理洗浴废水,考察了改性煤矸石粒径、投加量及吸附反应时间对废水处理效果的影响。试验结果表明,改性煤矸石吸附预处理洗浴废水的最佳试验条件为:在原废水COD262.4 mg/L、浊度15.8NTU、LAS为7.1 mg/L时,投加100目改性煤矸石2 g与50 mL废水混合振荡吸附120 min。在此试验条件下处理后出水COD、浊度及LAS分别为100.3 mg/L、4.3 NTU和1.6 mg/L,去除率分别可达到61.76%、72.78%、77.89%。该项研究为改性煤矸石作为水处理吸附剂在洗浴废水处理中的应用提供了理论依据,同时也为洗浴废水的预处理提供一种途径。

改性煤矸石作为废水处理吸附剂的试验研究

利用改性煤矸石处理味精精馏段生产废水。试验结果表明,在原水pH=1.8,COD 770 mg/L,NH3-N217 mg/L,浊度29 NTU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232.46 mg/L,氨氮为78.84 mg/L,浊度为8.5 NTU,对COD、氨氮、浊度的去除率分别可达到69.81%,63.67%,70.73%。该项研究为改性煤矸石作为水处理吸附剂在味精生产废水及其他高浓度氨氮废水处理中的应用提供了理论依据,同时也为味精废水的处理提供了一种途径。

改性煤矸石吸附预处理垃圾渗沥液试验研究

利用改性煤矸石预处理垃圾渗沥液,考察了改性煤矸石粒径、投加量及吸附反应时间对废水处理效果的影响。试验结果表明,利用改性煤矸石预处理垃圾渗沥液的最佳试验条件为:在原水COD为6096mg/L,氨氮为31.7mg/L,浊度为19.9NTU时,投加0.1245mm改性煤矸石3g,与50mL废水混合,振荡吸附120min,处理后出水COD为1466mg/L,氨氮为17.2mg/L,浊度为8.1NTU,对COD、氨氮、浊度的去除率分别可达到75.95%、45.74%和59.19%。该项研究为改性煤矸石作为水处理吸附剂在垃圾渗沥液及其他高浓度难降解废水处理中的应用提供了理论依据,同时也为垃圾渗沥液的处理提供一种途径。

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。

改性煤矸石吸附稀土废水中氨氮的试验研究

针对稀土废水中氨氮传统处理方法所带来的二次污染问题,对煤矸石进行碱改性,并对改性后的煤矸石吸附性能进行评价。结果表明:改性煤矸石的最佳投加量为1.0 g,最佳振荡时间为2.5 h,最佳pH为7.22;经过投加量、振荡时间、pH三个方面的去除率进行对比可知,改性煤矸石的吸附效果明显优于煤矸石原渣。为稀土氨氮废水的处理提供新途径,也为在其它氨氮废水处理中的利用提供依据。

改性煤矸石去除凡口铅锌矿选矿废水中硫化物

以韶关市某废弃煤矿的煤矸石为主要原料制备了改性煤矸石A、改性煤矸石B、改性煤矸石C。用这3种改性煤矸石及未改性煤矸石进行去除凡口铅锌矿选矿厂外排废水中硫化物的实验室试验,结果表明:改性煤矸石A具有最强的硫离子去除能力;适宜的除硫工艺条件为常温、废水pH值保持原值、煤矸石投加量2.0 g/L、搅拌速度300 r/min、反应时间60 min。根据实验室试验结果,采用改性煤矸石A在凡口铅锌矿试验厂进行去除选矿外排废水中硫化物的半工业试验,硫离子的去除率达到87.5%以上,处理后废水的硫离子浓度降到0.42 mg/L以下,符合国家和广东省排放标准。

改性煤矸石粉作橡胶补强填料的研究概况

介绍改性煤矸石粉作为橡胶补强填料的研究进展;论述煤矸作为橡胶补强填料的机理,影响补强性能的主要因素是煤矸石的粒度、表面吸附性及煤矸石的主要组成结构,对煤矸石粉进行表面改性,部分或全部替代炭黑用作橡胶补强填料是可行的,可大大降低橡胶的生产成本。

对改性煤矸石进行废水预处理应用的分析

本文研究了应用改性煤矸石的废水预处理技术。废水预处理是环境保护的关键步骤之一,旨在去除废水中的有害物质并净化废水。改性煤矸石具有丰富的孔隙结构和吸附性能,被广泛应用于废水处理领域。应用改性煤矸石的废水预处理技术为废水处理提供了一种经济、高效的解决方案。

改性煤矸石对污水中油的吸附作用

目的评估改性煤矸石对污水处理的应用价值。方法利用酸和碱分别对煤矸石进行改性,通过热重分析、X射线衍射分析和N_2吸附等手段对煤矸石和改性煤矸石的比表面积和吸附能力进行了比较。结果改性煤矸石具有较大的比表面积(172.4 m^2/g),对原油的吸附能力增强。结论改性煤矸石具有良好的吸附能力,为作为一种新型的吸附剂处理污水。

侵蚀损伤与高温耦合作用下改性煤矸石混凝土的损伤劣化规律

分别研究冻融侵蚀损伤及硫酸盐侵蚀损伤的改性煤矸石混凝土在200、400、600、800℃高温前后的损伤劣化规律,并从质量损失率、劈裂抗拉强度损失率及抗压强度损失率方面进行探讨分析。结果表明:钢纤维和矿物掺合料的加入显著提高了煤矸石混凝土在侵蚀损伤-高温耦合作用后的力学性能,其中粉煤灰-矿粉-钢纤维三者复合作用效果最优。建立了以抗压强度损失率为损伤变量的侵蚀损伤-高温耦合劣化模型,可以较好地表征冻融侵蚀-高温耦合及硫酸盐侵蚀-高温耦合下的改性煤矸石混凝土的损伤劣化规律。