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新汶矿区煤矸石及粉煤灰理化性质及综合利用研究

作　者: 王翠珍
导　师: 韩作振；常象春
学　校: 山东科技大学
专　业: 矿产普查与勘探
关键词: 新汶矿区 煤矸石 矸石电厂粉煤灰 理化性质 重金属化学形态 无机絮凝剂
分类号: X773
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


本文以新汶矿区煤矸石及矸石电厂粉煤灰为研究对象，分析研究了其理化性质，评价了其环境安全性，在此基础上提出了从中提取硅、铝、铁，并合成无机高分子絮凝剂——聚硅酸硫酸铝铁（PAFSS）的工艺路线，通过实验确定制备煤矸石粉煤灰无机絮凝剂PAFSS的优化工艺条件，并将其用于废水处理，取得了满意的效果。主要研究内容和结论如下： 1．运用X射线衍射法对研究区煤矸石粉煤灰进行矿物成分的分析，结果显示，矸石电厂粉煤灰以非晶态物质为主，存在一定量的低温产物，铁主要以赤铁矿的形式存在，铝则主要存在于非晶态物质和原始矿物中。洗矸中主要有石英、高岭石和伊利石、方解石和长石等较为稳定的矿物组成。而经过自燃后，矸石中的非晶态物质明显增多，火山灰活性增强。 2．运用化学分析法对不同粒径粉煤灰的性质进行了研究，结果发现不同粒径粉煤灰中的重金属元素含量不同，一般趋势为的含量随粒径减小而有不同程度的增加，即绝大多数重金属元素有在细粒径灰中明显富集的趋势，但Cr与其它元素不同，随粉煤灰粒径变小其含量则呈降低趋势。应注意细粒径粉煤灰对环境的影响。 3．用Tissier法对煤矸石粉煤灰中的重金属的化学形态进行了分析，结果表明其中重金属元素化学形态分布的一般规律是残渣态＞有机物结合态、铁锰结合态、碳酸盐结合态及可交换态，Cd、Pb两种元素的可交换态所占比例较高，容易迁移到环境中去，应注意其对环境的影响。 4．用Na2CO3与煤矸石、粉煤灰高温融熔，再用一定浓度的NaOH溶液和硫酸浸取，来提高粉煤灰中Si、Al、Fe浸出率，并通过正交实验确定了红矸和粉煤灰中Si、Al、Fe的溶出优化方案。红矸中的SiO2，Al2O3，Fe2O3溶出率可达82.98％、86.34％、89.42％；矸石电厂粉煤灰中可达86.83％、83.31％、89.38％。 5．在煤矸石粉煤灰无机絮凝剂的制备实验中，通过单因素实验研究了Al，Fe和Si的不同配比、制备絮凝剂的pH值、熟化温度、熟化时间等对絮凝剂絮凝性能的影响。通过正交试验，确定了制备煤矸石粉煤灰无机絮凝剂PAFSS的优化工艺条件，即Si∶Al∶Fe=6∶3∶2，絮凝剂的pH值为3、熟化温度为室温、熟化时间为1h。 6．用制备的絮凝剂进行絮凝效果实验，结果表明，模拟水样中，煤矸石粉煤灰制备的PAFSS絮凝剂具有很强的除浊能力；在处理生活污水及印染废水时，PAFSS的色度、

全文目录


1 绪论  13-23
  1.1 选题目的与意义  13-14
  1.2 煤矸石及粉煤灰对环境的影响  14-16
  1.3 国内外煤矸石及粉煤灰综合利用现状  16-19
  1.4 新汶矿区煤矸石及粉煤灰利用现状  19-20
  1.5 主要研究内容、技术路线和工作量  20-23
2 煤矸石及粉煤灰理化性质研究  23-37
  2.1 煤矸石理化性质研究  23-31
  2.2 矸石电厂粉煤灰理化性质研究  31-36
  2.3 本章小结  36-37
3 煤矸石及粉煤灰中重金属分布特征研究  37-56
  3.1 煤矸石及粉煤灰中重金属研究现状  37-38
  3.2 粉煤灰的粒径对重金属含量的影响研究  38-42
  3.3 煤矸石及粉煤灰中重金属元素的化学形态分析  42-54
  3.4 本章小结  54-56
4 煤矸石及粉煤灰综合利用途径探讨  56-63
  4.1 煤矸石综合利用途径探讨  56-59
  4.2 矸石电厂粉煤灰综合利用途径探讨  59-61
  4.3 煤矸石及粉煤灰综合利用新途径  61-62
  4.4 本章小结  62-63
5 利用煤矸石及粉煤灰制备无机絮凝剂研究  63-89
  5.1 无机絮凝剂分类及研究现状  63-66
  5.2 实验原理及实验设备  66-67
  5.3 煤矸石及粉煤灰中硅、铝和铁活性的提高  67-70
  5.4 煤矸石及粉煤灰中硅、铝和铁的提取  70-77
  5.5 利用煤矸石及粉煤灰制备无机絮凝剂PAFSS的条件研究  77-82
  5.6 利用煤矸石及粉煤灰制备的无机絮凝剂应用研究  82-87
  5.7 无机絮凝剂作用机理探讨  87-88
  5.8 本章小结  88-89
6 结论  89-91
致谢  91-92
参考文献  92-97
攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研项目  97-98
详细摘要  98-111

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 动力工业废物处理与综合利用 > 电力工业
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