矿渣胶凝材料固结尾砂的微观实验

用X射线衍射、扫描电镜和热重!差示扫描量热方法表征了矿渣胶凝材料的水化产物和微观结构,研究了矿渣胶凝材料对尾砂固结过程的影响.微观实验结果表明:矿渣胶凝材料的水化产物主要为水化硅酸钙凝胶(C—S—H)、钙矾石(AFt)及少量的帕水钙石(Ca2Al4Si4O15(OH)2.4H2O)和沸石类矿物,随着养护时间的延长,矿渣胶凝材料在水化过程中发生晶体结构重组和重排;尾砂中的方英石、云母和碳酸盐类矿物(方解石、白云石等)是尾砂固结过程中的活性成分,能生成其他晶体矿物和胶凝状矿物,这是导致固结体微观结构不同的主要原因.     

13X分子筛/凹凸棒土颗粒型复合材料吸附Zn~(2+)的研究

以13X分子筛和天然黏土矿物凹凸棒土为原料,制备了13X分子筛/凹凸棒土颗粒型复合材料,并借助扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等对复合材料结构与形貌进行表征,考察了不同煅烧温度及不同Zn~(2+)浓度条件下13X分子筛/凹凸棒土颗粒型复合材料对水中Zn~(2+)的吸附行为。结果表明,煅烧温度为550℃时,所制复合材料孔隙结构发达且抗压强度高、吸附性能好;吸附过程符合拟二级动力学,等温吸附实验数据符合Langmuir模型,复合材料对Zn~(2+)的最大吸附量可达99.01mg·g-1;吸附速率的主要控制步骤为颗粒内扩散,此外,吸附过程中同时存在离子交换和化学沉淀。     

溴代十六烷基吡啶改性沸石对水中Cr(Ⅵ)的吸附去除作用

以溴代十六烷基吡啶改性沸石为吸附分离材料,研究了其对水中Cr(Ⅵ)去除率的影响和吸附等温线以及吸附机理.结果表明,在改性沸石粒度为0.25～0.38mm、用量30g.L-1、溶液pH=6、25℃的条件下振荡吸附30min,水中Cr(Ⅵ)的去除率达到93%以上.改性沸石对水中Cr(VI)的吸附符合Langmuir等温吸附线,对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量每100g改性沸石达到36.78mg.X射线衍射分析表明,改性沸石结构中吸附了溴代十六烷基吡啶分子基团C21H38NBr,红外光谱分析证明正是这一基团造成了改性沸石对水中Cr(Ⅵ)的吸附去除.     

超声波空化效应强化吸附传质的过程研究

考虑到多孔吸附材料纳米级孔隙在吸附钙离子过程中存在的特殊效应,通过比较不同空隙的吸附材料(包括13X沸石、5nm分子筛和4nm分子筛)在超声波和搅拌作用下的吸附效果,进而研究超声波强化吸附传质过程,并对其超声波过程强化机理进行了初步的探讨.结果表明:超声波强化了吸附传质.当吸附剂的孔隙小于吸附水合钙离子粒径时,以颗粒外表面吸附为主,传质过程由膜扩散决定,吸附平衡受热力学平衡控制;当吸附剂的空隙大于吸附水合钙离子粒径时,以颗粒孔隙吸附为主,传质过程由粒内散决定,吸附平衡受纳米孔隙效应和热力学平衡共同作用影响.     

信阳典型非金属矿矿物学特性及其吸附Pb~(2+)性能研究

对河南信阳上天梯地区的膨胀珍珠岩、膨润土及沸石等3种典型非金属矿物的化学组分和物相组成进行分析,采用多晶X-射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对矿物的结构及微观形貌进行表征,并研究了3种矿物对溶液中Pb2+吸附性能.结果表明,3种矿物的主要组成分别是非晶态Si O2、钙基膨润土和斜发沸石.3种矿物在30℃下即可对Pb2+有较好的吸附能力,其饱和吸附量可分别达到2.0、9.8和7.6 mg/g.     

改性超细粉煤灰吸附Cr~(6+)动力学研究

将三种粉煤灰球磨后得到超细粉煤灰,选择采用HCi、H2SO4、NaOH、Ca(OH)2和Na2CO3等对超细粉煤灰进行化学改性,结果表明采用Ca(OH)2改性效果最好,经过改性以后三种超细粉煤灰对Cr6+的去除率提高2.01～2.44倍.研究了Ca(OH)2改性超细粉煤灰对Cr6+的吸附动力学和浓度和pH值对吸附的影响.动力学研究表明,三种改性超细粉煤灰对Cr6+的吸附过程符合二级吸附动力学,吸附为颗粒内扩散控制过程.溶液浓度增加,去除率降低:pH<6时,Cr6+的去除率pH值的增加而增加,pH>6时,去除率减小.     

活化沸石吸附水中氨氮影响因素及动力学研究

采用碱溶液浸泡及高温加热的方法对天然沸石进行活化,通过批实验考察了活化前后沸石对氨氮的吸附性能及影响因素,并进行了吸附动力学分析及脱附研究。结果表明:沸石粒径越小,对氨氮的吸附能力越强;较小粒径沸石(1.5 mm)经低浓度石灰水浸泡、150℃加热活化后,氨氮单位吸附量提高了11.2%和13.2%,但对较大粒径(3 mm)沸石的活化效果不明显;弱酸性条件最有利于沸石对氨氮的吸附。沸石对氨氮的平衡吸附量随着氨氮平衡浓度的增大而增大,Freundlich方程比Langmuir方程更适用于描述氨氮在沸石上的吸附行为;相比假一级动力学模型,假二级动力学模型能够更好地拟合沸石对氨氮的吸附动力学实验数据。在10 mmol/L Ca(OH)2中,氨氮的解吸率是在相同浓度Na Cl溶液中的3.5倍,即利用碱溶液作为沸石的洗脱剂,可大大提高其再生利用率。     

金属离子在油团聚体系中行为的研究

本文对金属离子Ca(Ⅱ),Mg(Ⅱ),Fe(Ⅲ)在细粒钛铁矿、长石体系油团聚中的行为进行了研究,根据溶液化学计算及ζ电位,吸附量和XPS测定结果可知:Ca(Ⅱ),Mg(Ⅱ),Fe(Ⅲ)活化长石的主要组分分别是Ca(OH)~ ,Mg(OH)_(2(S))和Pe(OH)_(3(S)),前者通过静电吸附于长石表面,吸附强度低,而后两者通过向长石表面沉积吸附于长石表面,吸附强度高。在上述研究基础上,进一步考查对金属离子的去活,以强化钛铁矿与长石的油团聚法分离。实验结果表明:草酸是最有效的去活剂,通过与Fe(Ⅲ)反应,形成螯合物并转入液相,达到对Fe(Ⅲ)的去活功效,这一结论被XPS测试结果所证实。     

油页岩半焦基矿物/生物炭复合材料制备及其吸附性能研究

基于油页岩半焦中富含的矿物质和有机质,以KOH为活化剂,联用机械力化学和热解炭化窑街油页岩半焦制备油页岩半焦基矿物/生物炭复合材料,考察了矿物/生物炭复合材料对水溶液中Pb²⁺和Cd²⁺的吸附效果.结果表明,制得的复合材料对Pb²⁺和Cd²⁺具有优异的吸附性能,最大吸附量分别为177.83和67.48mg^·g^-1,分别是原油页岩半焦的6.1倍和4.3倍.吸附动力学和热力学拟合数据显示,复合材料对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附属于化学吸附主导的单层吸附,主要吸附机理涉及官能团吸附、²⁺_Pb-π和Cd²⁺-π相互作用、静电吸附和矿物沉淀.该研究为从环境矿物材料角度探究油页岩半焦全组分综合利用提供了可行途径.     

用自制粉煤灰絮凝剂处理矿井水中硫酸根的实验研究

研究了自制粉煤灰絮凝剂的絮凝吸附作用对矿井水中硫酸根的去除效果.通过实验,发现采用Ca(OH)<,2>+自制粉煤灰絮凝剂+PAM的药剂投加方式,对矿井水中硫酸根的絮凝吸附去除效果较好.     

沸石复合颗粒材料的制备方法优选及其脱氮除磷性能研究

开发一种具备氮、磷双重吸附能力的富营养化水体修复材料,以沸石为原料,将天然沸石碱洗后与Ca(OH)₂、膨润土进行混合,再通过调整混料比例、煅烧温度、煅烧时间、升温速率等过程,筛选出既具有脱氮、除磷能力,又具有一定机械强度的复合颗粒材料. 结果表明:复合颗粒材料最佳制备条件为沸石、Ca(OH)₂、膨润土混料质量比20︰1︰2,煅烧温度504 ℃,煅烧时间1.2 h,升温速率5.6 ℃·min?1. 通过单因素实验和相关性分析表明,各因素对材料磷酸盐吸附量、氨氮吸附量、散失率均有不同程度的影响,其中Ca(OH)₂与磷酸盐、氨氮吸附量均具有显著相关性. 当初始氮、磷质量浓度为25 mg·L?1时,新型复合材料对磷酸盐和氨氮理论吸附量分别为4.39、4.01 mg·g?1,去除率分别可达到87.7%和80.1%,散失率为11.4%.      

微波辅助氢氧化钠改性沸石及其对Zn~(2+)的吸附

利用微波辅助Na OH对天然沸石进行改性,在单因素实验的基础上对改性条件进行了优化,得出沸石改性的最优实验条件为:Na OH改性液浓度为0.5 mol/L、微波功率480 W、微波辐射时间5 min.探讨改性沸石对Zn2+的吸附行为.结果表明:改性沸石对Zn2+的吸附能力明显增强.在优化实验条件下对质量浓度为50 mg/L的Zn2+的去除率达95.68%.Langmuir吸附模型比Freundlich吸附模型能更好地模拟改性沸石对Zn2+的吸附过程,吸附动力学方程以准二级动力学方程拟合的效果最优.     

改性沸石去除氨氮和有机物的研究

研究了不同改性条件下 ,沸石去除氨氮和有机物的效果 .试验着重考察有机物对去除氨氮的影响以及钙离子对氨氮和有机物去除效果的影响 .结果表明 ,改性沸石对氨氮有很好的去除效果 ;酸浸沸石的处理效果明显优于碱浸沸石 ;当有机物含量较高时 ,会降低去除氨氮的效果 ;酸浸沸石对有机物有一定的去除效果 ,而碱浸沸石去除效果很差 ;水中钙离子的存在 ,在一定程度上会降低氨氮的去除效果 ,但同时提高有机物的去除效果 ;沸石主要去除大相对分子质量的有机物 ,对小相对分子质量的有机物去除效果很差 .     

Effect of calcium ion on the adsorption of dissolved humic acid onto TiO2 particles in water

In order to clarify the role of HA (humic acid)-TiO2 adsorption in the photocatalytic process, a series of experiments were performed to investigate the adsorption mechanisms in the absence or presence of calcium according to the intermolecular interaction force theory. Based on the experimental results, the models of adsorption mechanism were designed, which were useful in explaining the phenomena that happened during adsorption processes. The adsorption of humic acid onto the TiO2 particles was desperately pH-dependent; however, calcium could increase the amount of adsorption, which was mainly attributed to the calcium ion bridging. The effects of calcium concentration and TiO2 dosage on the adsorption process are also discussed.     

改性沸石混合矿物对富营养化水质中磷的吸附性能研究

利用广东本地丰富的沸石矿产资源,组合比表面积大的矿物材料,经改性后,形成吸附和交换量大的混合矿物,对模拟富营化水质中的磷进行去除.结果表明,混合矿物脱磷效果显著,静态实验对含磷0.5mg/L的富营养化水中磷的去除率达95.07%;动态实验中,混合矿物对磷的吸附与流量有关,饱和吸附量为0.26～0.29 mg/g;并且对混合矿物的脱磷机理进行了探讨.     

天然沸石的改性及其吸附Pb~(2+);Cu~(2+)的研究

以天然沸石为原料,结合废水处理应用中对吸附材料的要求,采用酸、碱、盐对沸石进行了改性;并利用改性沸石进行了去除溶液中Pb2+,Cu2+的方法、效果、影响因素和吸附机理的研究.结果表明,NaOH改性的沸石对Pb2+,Cu2+的吸附能力大幅度提高;随着初始浓度的增加,沸石的吸附容量也增加;改性沸石对Pb2+,Cu2+的吸附很快,在较短的时间内即可达到平衡;溶液的pH值越高越有利于沸石吸附Pb2+,Cu2+.     

天然沸石对含镍废水的吸附研究

采用天然沸石对含镍废水进行吸附特性研究。考察了沸石粒径、接触时间、镍的初始浓度及溶液pH值等因素对沸石吸附镍的影响。结果表明,吸附25min后吸附接近平衡,溶液pH在4～6范围内,沸石对Ni2+去除效果较好,沸石粒径减小,Ni2+初始浓度提高,镍的吸附量增大。沸石对Ni2+的吸附动力学及热力学研究表明,在一定的实验条件下,Ni2+在沸石表面主要以单分子层吸附为主,符合Langmuir吸附等温式且吸附过程遵循准二阶动力学吸附模型(相关系数R>0.999)。     

天然沸石对甲基橙的吸附研究

用分光光度法研究了天然沸石对甲基橙的吸附行为.较低的pH、较高的温度有利于吸附,3h吸附基本达到平衡,增加溶液中NaCl、CaCl2的浓度降低沸石对甲基橙的吸附量.随着平衡浓度增加,吸附量增大,且吸附符合Langmuir等温吸附方程,30℃时最大吸附量为7.06mg.g-1.     

碱熔融法合成NaA和NaX型粉煤灰沸石对亚甲蓝的吸附动力学研究

以粉煤灰为原料采用碱熔融法合成了两种单一沸石矿物种的NaA和NaX型沸石,通过静态吸附实验,研究了这两种沸石对水溶液中亚甲蓝(MB)的吸附特性,从动力学角度探讨了吸附机理.结果表明:在所研究的浓度和pH值条件下,合成NaA和NaX型沸石对亚甲蓝的吸附平衡数据符合Langmuir等温吸附方程,静态饱和吸附量(Qm)分别为37.81和43.02 mg.g-1;氢键作用是影响亚甲蓝吸附行为的主要因素;通过动边界模型研究表明,两种沸石对亚甲蓝吸附过程的速度控制步骤为液膜扩散,且亚甲蓝的吸附过程符合伪二级方程.     

基于氮磷废水处理的沸石多孔吸附材料制备

以改性沸石粉体为原料,采用添加黏结剂和造孔剂方法制备多孔颗粒沸石,重点研究了黏结剂种类、用量、造孔剂种类和用量,水添加量等对颗粒沸石散失率及吸附氨氮、磷酸盐性能的影响.结果表明:聚乙烯醇(PVA)黏结效果优于水泥和羧甲基纤维素钠(CMC),造孔剂碳酸氢钠相比较活性炭效果更佳.扫描电镜(SEM)结果发现添加碳酸氢钠后,颗粒沸石孔径增大,孔隙结构得到明显改善.在改性沸石粉体中添加1.2%PVA、4%碳酸氢钠、40%水制备所得颗粒型沸石散失率为0,且具有较高氮磷吸附性能,对水中氨氮、磷酸盐的去除率高达88.55%和83.11%.吸附动力学实验表明,多孔颗粒型沸石对氮磷的吸附更加符合拟二级动力学模型.