煤矸石提取氧化铝工艺研究

研究以萤石为助剂煅烧活化煤矸石,考察了煤矸石煅烧活化和溶出条件对煤矸石中氧化铝溶出率的影响。实验表明,最佳煅烧活化条件:石灰石与煤矸石质量比为2.5;萤石用量为1%(质量分数);煅烧温度为1 260℃;烧成时间为90 min。溶出的最佳工艺条件:溶出温度为85℃;溶出时间为2.0 h;Na2CO3质量分数为9%;液固比为3.5(体积质量比,mL/g)。在此条件下,煤矸石中氧化铝的溶出率高达90.5%。     

用吸附法从粉煤灰碱性溶液里提取锂

选择二氧化锰离子筛对经预处理粉煤灰碱性溶液中锂离子进行吸附,将锂离子在大量的粉煤灰碱性溶液里分离出来,其分离效果可达1.5g/L以上,分离率为80%~85%,使用原子吸收法测定锂的含量,测定结果表明:二氧化锰离子筛对锂离子的分离效果较好,可作为粉煤灰碱性溶液中锂的吸附剂。     

PVC-MnO2锂离子筛膜制备与提锂性能研究

锰系锂离子筛具有Li⁺选择性高、吸附容量大和成本低等优点,是最具应用前景的锂吸附材料之一。但由于合成的离子筛为超细粉末,给连续吸附操作带来许多困难,无法直接工业应用。针对此问题,研究了不同成膜条件,制备锂离子筛复合膜,并比较了不同膜材料的结构与吸附性能。采用聚氯乙烯(PVC)为成膜材料,N, N-二甲基乙酰胺(DMAC)作为溶剂,相转化法制备锂离子筛复合膜,研究了制膜条件、铸膜液浓度、Li₄Mn₅O₁₂含量、膜厚以及成孔剂含量对膜结构及吸附性能影响。确定了较佳的PVC制膜条件：PVC浓度19.05%,Li₄Mn₅O₁₂含量63.83%,PEG含量2.32%;涂膜厚度0.3 mm,涂膜速度30 mm·s^-1。将所制得膜进行力学性能测试和多次吸附-脱附实验,发现膜具有良好的机械强度和循环稳定性。     

酸浸提取煤矸石中氧化铝工艺优化及其动力学

以贵州盘县煤矸石为原料,采用单因素实验和正交实验方法,以浓硫酸为酸浸介质酸浸提取煤矸石中氧化铝,考察了酸浸反应主要影响因素,研究了浸出动力学. 结果表明,最佳酸浸提取条件为：酸矸质量比1.4,反应时间4 h,反应温度170℃. 该条件下氧化铝的浸取率达98.47%. 该酸浸反应过程符合收缩未反应核模型的粒径不变缩核模型,反应受界面化学反应控制,反应动力学方程为1-(1-x)1/3=kt,反应活化能为61.32 kJ/mol.     

煤矸石-氢氧化钙体系中煤矸石含量的定量分析研究

将水泥-煤矸石体系进行简化,以实际参与二次水化反应的主要组分煤矸石和氢氧化钙单独组成一个体系,以此来对煤矸石的特性进行研究。试验通过修正的酸溶法对各个龄期的煤矸石含量进行定量分析。试验结果显示,活化后的煤矸石有一部分会被酸溶解。煤矸石具有辅助性的胶凝作用,但是这种作用有限。煤矸石所参与的反应主要集中在28d以前。     

硫酸-高压蒸汽法活化煤矸石制作吸附材料的研究

研究了以煤矸石为基本材料、Na2 CO3 为激发剂、H2 SO4和高压蒸汽为活化剂制作吸附材料的工艺 ,分析了活性材料的吸附机理 ,讨论了蒸汽压力、温度和活化时间对煤矸石活化的影响 ,并对该吸附剂用于污水中COD、金属离子和氨氮的吸附性能进行了试验 ,分析了吸附材料对COD和金属离子的吸附容量。     

从煤矸石提取高纯V2O5的研究

煤矸石为工业废料,多数都含有一定数量的钒。利用煤矸石生产五氧化二钒,比其它含钒原料有很多优点,主要为:①煤矸石是一种工业废料,既不需要单独开采,又可以变废为宝,减轻环境污染;②来源丰富,且有选择余地。用煤矸石生产五氧化二钒已有人进行了     

活化煤矸石吸附印染废水的研究

本研究先将煤矸石与氯化锌等激发剂混合后煅烧,再经活化得到活化煤矸石.然后利用活化煤矸石作为吸附剂,吸附处理亚甲基蓝模拟印染废水.分别考察了煤矸石粒度、焙烧温度、与氯化锌的配比、用量及吸附时间对亚甲基蓝模拟废水处理效果的影响.实验结果表明:当煤矸石粒度120目,煅烧温度600℃,煤矸石与氯化锌配比2∶1,盐酸浓度为2 mol/L,吸附时间2h,吸附效果最佳.同时为活化煤矸石作为水处理吸附剂在印染废水处理中的应用提供了理论依据.     

煤矸石陶瓷墙地砖的制备工艺研究

本试验以煤矸石为主要原料制备出陶瓷墙地砖。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和阿基米德原理研究了样品的物相组成、显微结构、体积密度和吸水率。结果表明,煤矸石陶瓷墙地砖主要由玻璃相组成。并含有石英和莫来石晶相,其吸水率、体积密度、气孔数量和尺寸均随烧成温度的改变而改变。根据试验结果分析,1200～1240℃是较为适宜的烧成温度范围。     

用盐酸法从煤矸石中提取氧化铝

本文阐述了盐酸法从煤矸石中提取氧化铝的研究成果。通过正交实验找出酸浸的最佳条件。采取加活化物料除铁，使产品中氧化铁＜０．０２％，氧化硅＜０．０２％，为以煤矸石为原料，制取氧化铝找出了一条合理的工艺路线，为煤矸石的综合利用探索了一条新的途径。     

锰氧化物锂离子筛的掺杂改性及吸附性能研究

以二氧化锰和氢氧化锂为原料,采用高温固相法合成了锂锰氧化物前驱体,再经离子交换技术制备了锰氧化物锂离子筛并用于溶液中Li ⁺的吸附。考察了Al ³⁺和La ³⁺掺杂对锂离子筛结构、形貌和吸锂性能的影响。用粉末X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）对制备产物进行了表征。结果表明,产物为尖晶石型锰氧化物锂离子筛,呈片状形貌,分散性较均匀。Al ³⁺和La ³⁺掺杂后产物仍然保持尖晶石结构,形貌有所变化,分别呈现出不规则的立方体和纳米颗粒。吸附结果表明,掺杂后锰氧化物锂离子筛的吸附容量有所提高。     

煤矸石合成4A分子筛及其在废水中的应用

铝、硅主要是以高岭土形式存在于煤矸石中的,活性非常低。通过添加碳酸钠在一定温度下焙烧煤矸石,使煤矸石中的氧化铝和氧化硅转化为可溶硅铝酸钠,并通过实验确定了影响合成4A分子筛性能的因素。实验表明,碳酸钠与煤矸石质量比为1.2、活化温度为800 ℃、活化时间为1.5 h、n（氧化钠）/n（二氧化硅）为1.8、n（水）/n（氧化钠）为42、晶化温度控制在90 ℃、晶化时间为3 h,制得的4A分子筛的钙离子交换能力为305 mg/g,对废水中铬离子的去除率达到83.6%。     

复合活化煤矸石强化铝的浸出

以丹东爱阳镇凤煤煤矿未经焙烧的煤矸石为研究对象,考察了不同焙烧温度活化、焙烧-机械力化学复合活化对煤矸石铝浸出率的影响,并采用Ar-TPR-MS、SEM、XRD和粒度分析对活化前后的样品进行检测.结果表明:热焙烧、复合活化均可以促进铝的浸出,由于焙烧温度不同煤矸石质点热运动程度不同,发生的反应不同,使得铝的化学环境产生差异,即铝的活化程度不同,铝的浸出率亦有所不同.热焙烧通过改变铝的化学环境进行铝的活化.400℃低温焙烧后的煤矸石机械活化30 min即可实现98％的铝的浸出率,原因是机械活化使煤矸石粒子进一步细化,有利于铝的浸出.     

以内蒙古地区的高铝煤矸石为原料合成4A分子筛

研究了以内蒙古地区的煤矸石为原料,利用盐酸酸浸法、烧碱碱浸法和水热合成法制备4A 分子筛,设计了工艺流程,考察了反应条件对4A分子筛结构和形貌的影响,并利用X射线衍射仪（XRD）、电镜扫描仪（SEM） 及傅里叶转换红外光谱仪（FT-IR）等测试手段对其进行了表征。结果表明最佳条件为煤矸石煅烧温度为720 ℃,煅烧时间为1 h,酸浸时间为2.5 h,转速为220 r/min,水浴温度为95 ℃,烧碱碱浸时间为5 h,碱浸温度为25 ℃,合成4A 分子筛的陈化温度为25 ℃,陈化时间为1 h,晶化温度为100 ℃,晶化时间为14 h,进行比较后得到了符合结构、形貌较优的4A分子筛产品。     

钛系锂离子筛的制备及其吸附性能研究

以无定型水合二氧化钛和氢氧化锂分别作为钛源和锂源,通过高温固相法合成钛系锂离子筛（HTO）并进行了扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、接触角测试等表征。研究了HTO在高镁锂比[n（Mg）/n（Li）]盐湖卤水中随时间变化对锂吸附容量的影响。结果表明,HTO在高镁锂比盐湖卤水中26 h吸附容量达到24.8 mg/g。HTO具有优异的选择性,分离系数（α^Li _Mg）达到4 813.0。经过20次吸附循环试验,HTO的锂吸附容量仅下降4.8%,且每次钛的溶损率都在0.08%以下。结果表明,HTO具有较好的循环吸附性能和稳定性。该HTO具有从高镁锂比盐湖卤水提取锂的能力,具有很广阔的市场前景。     

低温中和-加压酸浸提取煤矸石中铝铁

以贵州盘县煤矸石为研究对象,为解决其工业生产提取铝铁时酸耗量大、酸利用率低及后续铝铁产品分离困难等问题,根据其矿物组成特点,本文首次采用低温中和-加压酸浸工艺对铝铁提取进行了详细研究。室温下中和最优工艺条件为20%理论酸耗、浸出时间120min、液固比3∶1（硫酸溶液与固体的质量比,以g/g计）;以中和渣为原料,煤矸石理论酸耗为基础,加压酸浸最优工艺条件为浸出时间120min、浸出温度150℃、液固比3.5∶1（硫酸溶液与固体的质量比,以g/g计）。在此条件下,氧化铁浸出率为98.37%,氧化铝浸出率为95.77%,酸浸渣灰分中氧化硅质量分数为90.2%,氧化钛质量分数为9.18%。以最优工艺条件下的酸浸液循环中和新鲜煤矸石,得到的铝铁提取液中氧化铁浓度为57.95g/L,氧化铝浓度为62.20g/L。相比常规酸浸工艺具有酸耗低、酸利用率高等优点。借助X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）等分析手段,初步对两步溶出过程进行了机理分析,为煤矸石工业生产提取铝铁提供了新路线和理论支撑。     

煤矸石中和渣酸浸物的溶出

采用浸提法提取煤矸石中和渣酸浸物中的有价元素,考察了溶出温度、溶出时间和溶出液固质量比对酸浸物溶出过程的影响;以单因素实验为基础,进行正交实验,优化溶出工艺条件,用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征煤矸石中和渣酸浸物、酸化产物及滤渣的物相和微观形貌。结果表明,酸浸物溶出最优工艺条件为液固质量比3:1、溶出时间40 min、溶出温度80℃,此时有价元素氧化物的溶出率分别为TiO2 82.63%, Fe2O3 96.48%, Al2O3 98.33%, CaO 87.72%, MgO 95.31%。提取后滤渣中只有SiO2和少量TiO2及CaSO4存在,表明煤矸石中和渣酸浸物中的有价元素通过该溶出工艺可充分溶出。     

少熟料煤矸石水泥的试验研究

从充分发挥煤矸石潜在活性的观点出发,在热活化的基础上采用化学激发的方法处理煤矸石,以达到用较少量的优质熟料辅以高度激发的活性废渣制备大量高性能水泥的目的。试验尝试采用CaO,Na2SO4和废渣磷石膏作复合激发剂,生产少熟料煤矸石水泥,通过对其强度和水化体系进行研究,找出三种激发剂的最佳配合比。在试验所采用的几种配比中,以5％磷石膏＋3％CaO＋2％Na2SO4的配比最好,煤矸石的掺入量可以达到50％,水泥净浆小试体28d强度可达48．1MPa。该水泥水化产物除了有C—S—H凝胶和钙矾石外,还生成网络状结构的无定形硅铝凝胶Na6[AlSiO4]6．4H2O。     

废旧锂离子电池制备锂离子筛及其应用研究进展

锂离子电池报废量爆发式增长,预计到2023年,废旧锂离子电池回收利用将是一个超过300亿元产值的新兴市场,其中,锂资源占可回收金属价值的一半。为探索锂资源高效回收技术,基于现阶段研究热点,讨论了以废旧锰酸锂电池正极材料、废旧三元锂电池正极材料、废旧锰系锂离子电池负极材料为原料制备锂离子筛的方法;探讨了废旧锂离子电池中各类杂质成分对锂离子筛性能的影响;阐述了锰系锂离子筛技术在废旧锂离子电池的锂回收、盐湖卤水提锂和化工制药废水提锂等领域的应用。通过分析得出,锂离子筛的应用能够增加锂盐回收率与回收纯度,降低技术成本,应用前景广阔。     

纳米纤维锂离子筛吸附剂的制备及表征

通过静电纺丝制备了锂离子筛负载纳米纤维。研究了聚丙烯腈（PAN）和锂锰氧化物（Li1.6Mn1.6O4）配比对纳米纤维锂离子筛吸附剂提锂性能的影响。采用扫描电镜（SEM）和BET氮气吸附法对纳米纤维锂离子筛吸附剂的形貌和比表面积进行了表征。实验结果表明,在聚丙烯腈质量分数为7%和Li1.6Mn1.6O4质量分数为10%条件下,制得的纳米纤维锂离子筛吸附剂比表面积较大、提锂性能较好,其在质量浓度为10 mg/L的氯化锂溶液中对锂离子的吸附量可达13.6 mg/g。纳米纤维锂离子筛吸附剂克服了粉末状锂离子筛的不足,对实现海水提锂具有重要的参考价值。