炭系导电填料对瓦斯封堵材料性能影响研究

针对目前煤矿中频频发生的透水事故与静电引发瓦斯灾害的现状,文章以聚合物水泥、阻燃剂以及导电填料制备出一种适用于煤矿井下能够防止煤壁渗水和封堵瓦斯气体的材料,具有防水、防火、抗静电的特点。系统考查了导电云母粉、石墨、炭黑等多种导电填料及其不同配比的混合填料对涂层干燥时间、表面电阻和吸水率等性能的影响,试验结果表明,添加导电云母粉涂层的电阻值变化不大,无法达到国家煤安标准MT 113-1995的抗静电要求,不适合作为导电填料;添加石墨粉的涂层在质量分数为16%左右时电阻值方可达到106¹08Ω;添加炭黑的涂层粘度较大,且质量分数在5%时可达到要求。当石墨粉与炭黑单独添加时,随着导电填料的增加,材料的吸水率逐渐升高,防水性能逐渐下降;从涂膜的抗静电性能和防水性能两方面考虑,最佳的导电填料为石墨与炭黑的混合填料,且最佳的混合比为炭黑:石墨=2:3。     

CuCl2改性飞灰吸附气相零价汞

采用CuCl₂对循环流化床锅炉飞灰进行改性,在固定床反应器上对CuCl₂改性飞灰进行了气相零价汞（Hg⁰）吸附实验。考察了CuCl₂负载量和吸附温度对改性飞灰Hg⁰吸附能力的影响,并结合颗粒内扩散模型、准一阶动力学模型、准二阶动力学模型和耶洛维奇模型拟合结果分析该过程的控制步骤。结果表明： CuCl₂改性飞灰的Hg⁰穿透时间远大于未改性飞灰,对Hg⁰的吸附量随CuCl₂负载量的增加而增加;CuCl₂改性飞灰的Hg⁰吸附能力随吸附温度的升高先增大后减小,150 ℃为最佳吸附温度;准二阶动力学模型的拟合值与实验值相关系数最高,且该模型初始吸附速率与实验值最为接近,即准二阶动力学模型更适合于描述CuCl₂改性飞灰的Hg⁰吸附过程。     

高藻原水预臭氧强化混凝除藻特性研究

采用有机物表观分子量分级、树脂分级等手段表征了原水有机物特征,通过实验室试验和中试运行对预臭氧强化混凝藻类去除效果、溶解性有机物（dissolved organic carbon,DOC）的变化和去除、消毒副产物的控制等进行了研究,并利用藻类活性测试研究了预臭氧强化混凝除藻机制.结果表明,采用适当浓度的臭氧（如1.0 mg·L^-1）进行预氧化,可有效提高藻类去除率,从常规混凝沉后水的55%～85%上升到95%左右,最高去除率达到99.3%（预臭氧1.0 mg·L^-1,PACl 3.0 mg·L^-1）;THMFP(trihalomethanes formation potential)总体去除效果从常规处理的117 μg·L^-1降至46 μg·L^-1;高投量（≥2.0 mg·L^-1）预臭氧,促进了藻类灭活,但影响了有机物的去除.藻类活性评价臭氧氧化和常规水处理过程对藻类作用存在显著差别.常规混凝对藻类活性影响不明显,不同剂量混凝剂对藻类活性影响差异不大;而臭氧对水体中的藻类有灭活作用,在0.5～2.0 mg·L^-1臭氧条件下,藻类活性降低至12以下,且该指标随着臭氧剂量的加大显著降低.紧随其后的混凝过程中,混凝剂或者其水解过程的某些成分对臭氧灭活藻类有增效/催化作用.与传统的显微计数法相比,藻类活性试验更明确地表征水处理过程对藻类生存状态的影响,为水处理除藻机制研究和工艺设计提供更清晰的信息.     

改性钢渣处理低浓度氨氮废水

采用正交实验法,以氨氮去除率为指标,设计5因素4水平正交实验;采用恒温振荡方法对高温活化改性钢渣做了吸附低浓度氨氮影响因素的研究;得出以下结论：改性钢渣吸附低浓度氨氮影响因素的重要性顺序为：氨氮初始质量浓度〉钢渣粒度〉改性方法 〉溶液pH〉吸附时间,经过改性,提高了钢渣处理低浓度氨氮废水的能力,其中经过700℃高温活化改性效果最佳;高温改性钢渣对低浓度氨氮的吸附过程符合Langmuir方程,相关系数为0.9993,作用机理为表面吸附,即单层吸附,理论饱和吸附量为2.8491 mg/g。     

以废纸为原料制备煤尘抑制剂的合成及应用

采用碱化、醚化法制备了以废纸为原料的煤尘抑制剂,借助FTIR、SEM、TG-DTA及XRF等手段对合成物进行了表征,并将其用于抑制煤尘进行性能测试。结果表明,羧甲基纤维素的取代度为0.69;选用羧甲基纤维素含量为0.5g/mL的煤尘抑制剂进行应用实验,效果最佳。9 h内,喷洒含有羧甲基纤维素的煤尘抑制剂的煤样表面已经结壳,抗七级风,抑尘率在130 h都可保持在99%以上。在较高温燃烧条件下,煤尘抑制剂以H2O和CO2的形式失去,不会产生有害物质。     

煤矸石中的铝、铁在高浓度盐酸中的浸出行为

考察了煤矸石中Al2O3和Fe2O3在不同浓度盐酸中的浸出行为,着重探讨了Al2O3和Fe2O3在高浓度盐酸中的溶出规律。通过与文献中AlCl3和FeCl3在不同浓度盐酸中的溶解度数据对照,发现煤矸石中Al2O3的溶出率受AlCl3溶解度的影响显著,而Fe2O3的溶出则基本不受FeCl3溶解度影响。进一步的研究结果表明,在高浓度盐酸中,煤矸石中Al2O3的溶出率显著降低,高浓度的盐酸不影响Fe2O3的溶出。当煤矸石的煅烧温度为700℃、酸浸温度为33℃时,酸浸固液比为1∶1(g/mL),利用37%的高浓度盐酸酸浸,Fe2O3和Al2O3的溶出率分别为48.7%和7.3%,可实现煤矸石中铁铝的有效分离。     

氧化铝对煤矸石提铝废渣制备水玻璃的影响

以纯石英砂或煤矸石酸浸提铝废渣为原料,采用低温(850℃)纯碱烧结法制备水玻璃,考察了杂质Al2O3含量对原料中SiO2溶出率以及产品水玻璃模数的影响,通过电感耦合等离子发射光谱(ICP)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)和热重分析(TGA)手段对原料和产物进行了分析和表征.结果表明,与纯石英砂为原料制备水玻璃相比,杂质Al2O3的存在降低了SiO2-Na2O体系的反应温度,但由于Al2O3会与反应体系中的SiO2和Na2O反应生成水不溶性的铝硅酸钠盐,导致实际可溶性SiO2的含量减少,降低了SiO2的溶出率和硅酸钠的模数.通过添加石英砂可控制提铝废渣中的A12O3含量低于5％,使提铝废渣中SiO2的溶出率达到90％以上,制得水玻璃模数达2.15.     

三维电极/电-Fenton法降解苯酚

采用电-Fenton耦合三维电极法处理苯酚模拟废水,研究了活性炭作为第三电极的三维电极体系中苯酚的去除效果,重点考察了常温下初始pH值、电流强度、Fe²⁺浓度等因素对苯酚降解的影响。结果表明：在常温下,曝气速率20 L/min,初始pH=3,电流强度为0.3 A/m²,Fe²⁺浓度为0.1 mmol/L,反应时间60 min时,废水的苯酚的氧化降解率为91%,COD去除率为64%。在此条件下,三维电极/电-Fenton表现出较强的氧化能力,具有较好的去除效果,可应用于含苯酚废水的处理。