合成條件對粉煤灰合成沸石過程中沸石生成和品質(zhì)影響

以粉煤灰為原料采用微波水熱合成法制備沸石,將其用于廢水處理中,考察了粉煤灰合成沸石對氨氮、磷、fe2+、mn2+、cu2+的去除效果。實驗結果表明,與粉煤灰相比,粉煤灰合成沸石具有更高的氨氮、磷去除率;在吸附去除廢水中的fe2+、mn2+、cu2+時,合成沸石比天然沸石更有效。

以粉煤灰為原料,在微波輻射條件下,采用多段技術合成了nap1型和naa型沸石,考察并討論了氫氧化鈉的濃度、液固比以及添加劑等對沸石產(chǎn)品的陽離子交換性能(cec)的影響.研究結果表明,沸石產(chǎn)品的cec值隨著氫氧化鈉濃度的升高和液固比的增加呈增加趨勢,至氫氧化鈉濃度為2mol/l和液固比為8ml/g時達到最大值.在此最佳條件下,nap1和naa兩種沸石產(chǎn)品的cec值分別為159.2mmol/100g和157.7mmol/100g.naf、十六烷基三甲基溴化銨和95%乙醇等3種添加劑可以明顯地改善nap1和naa兩種沸石產(chǎn)品的cec值.研究結果顯示,微波多段合成技術在沸石合成過程中起到了重要的作用,不僅縮短了合成時間,而且保持了產(chǎn)品的高離子交換性能.

以粉煤灰為原料,naoh和na2co3為堿源,進行了合成a型沸石的研究。粉煤灰被添加到不同濃度的堿液中制備出料漿,在固液比為100g∶400cm3,在溫度為393k的條件下,水熱攪拌合成沸石,反應時間分別為3h和24h。研究結果表明,naoh作為堿源合成a型沸石與用na2co3比較,原料轉(zhuǎn)化率高,產(chǎn)品結晶度大,合成時間短,但總體來說粉煤灰轉(zhuǎn)化率不高。

以naoh作堿源,采用水熱晶化法將粉煤灰轉(zhuǎn)化成沸石。通過改變灼燒溫度、naoh濃度、液固比、晶化時間,考察合成條件對合成沸石陽離子交換容量的影響,并應用于焦化廢水a(chǎn)/o出水的處理。結果表明:在灼燒溫度為700℃、naoh濃度為1mol/l、液固比為5∶1ml/g、晶化時間為36h條件下,合成沸石的陽離子交換容量最高為167mmol/100g,是原粉煤灰的12.8倍,高于天然沸石的160mmol/100g;合成沸石處理焦化廢水a(chǎn)/o出水的最佳條件是反應時間為1h,沸石投加量為2g/100ml,ph值為6.0～9.0,此時nh3-n、cod去除率及出水質(zhì)量濃度分別為46.7%、17.6%和62.6、197.8mg/l,合成沸石對nh3-n的吸附符合freundlich吸附等溫式。

以略陽電廠粉煤灰為原料,進行了用水熱法和熔融水熱法合成a型沸石和y型沸石的試驗研究。結果表明:粉煤灰在80℃和堿性條件下水熱反應4d,可獲得含p型沸石和x型沸石的粉煤灰沸石;向粉煤灰中加入al(oh)3和naoh固體,以800℃熔融1h后,在80℃下水熱反應12h,可獲得a型沸石;向粉煤灰中加入硅灰石和naoh固體,以800℃熔融1h后,在80℃下水熱反應36h,可獲得y型沸石。將3種合成沸石與天然沸石和粉煤灰進行吸附溶液中cd2+的對比,吸附能力由強到弱的排序為y型沸石>a型沸石>粉煤灰沸石>天然沸石>粉煤灰。

通過堿熔融—水熱合成法,利用粉煤灰制備a型沸石,x射線衍射圖譜顯示產(chǎn)物晶型完整、結晶度高、產(chǎn)率達69%.產(chǎn)物對蘭州市某制革廠廢水進行批處理振蕩正交實驗,結果顯示:a型沸石能很好地去除廢水中的總cr,去除效率高達99%;氨氮的去除率在70%左右,去除效果良好,對cod_(cr)也有一定的去除作用.通過對實驗數(shù)據(jù)的極差分析得出各污染物的最優(yōu)反應條件:cod_(cr):反應溫度35c,沸石投加量1g/100ml,振蕩時間1h,ph值為12;nh_4~+:反應溫度25℃,沸石投加量4g/100ml,振蕩時間3h,ph值為7;總cr:反應溫度30℃,沸石投加量0.5g/100ml,振蕩時間2h,ph值為12.

利用堿熔融-水熱合成法,進行不同陳化時間和灰水比的粉煤灰合成a型沸石的對比試驗。掃描電鏡結果表明,堿熔融-晶化反應使粉煤灰玻璃體被破壞,生成立方晶粒。粉末x射線衍射譜線圖顯示產(chǎn)品結晶度較好。試驗數(shù)據(jù)表明:在給定條件下各反應均無法生成單一a型沸石;陳化時間24h,灰水比1∶5為粉煤灰堿熔融-水熱合成a型沸石的相對優(yōu)化條件,產(chǎn)率達69%。

以粉煤灰為基本原料,成功合成了naa型沸石。通過xrd對合成物的物相和形貌進行了分析,并將合成的naa型沸石應用于含cr(ⅵ)電鍍廢水的吸附處理研究。結果表明,用1.67mol/lnaoh溶液溶解過濾粉煤灰后添加鋁源制備溶膠,在100℃條件下,晶化350min后可制備出單相的naa型沸石。naa沸石對cr(ⅵ)離子有快速吸附作用,naa沸石的加入量、溶液的初始ph值、吸附時間和吸附溫度對cr(ⅵ)離子去除率有較大影響。

通過對粉煤灰水熱制備a型沸石實驗和晶體生長過程的研究,發(fā)現(xiàn)了a型沸石新的生長過程,并由此提出了新的水熱法合成a型沸石的生長機理。實驗證明,粉煤灰煅燒特別是加堿煅燒能提高其反應活性,并揭示了水熱體系中a型沸石的生長經(jīng)歷了粉煤灰顆粒的溶解→al(oh)3沉淀→al(oh)3沉淀溶解→硅鋁酸鹽凝膠→集聚→初晶(晶核)→完整晶體等階段。硅鋁酸鹽凝膠的集聚是形成晶核的基礎,晶核及小顆粒的集聚則是a型沸石晶粒長大的主要方式。

以鋁灰、粉煤灰和碳黑為主要原料,采用碳熱鋁熱復合還原氮化工藝制備了sialon粉體。研究了原料組成(si/al比分別為1.5、1和0.27)、碳黑含量(分別為10%、17%、22%和27%)以及合成反應溫度(分別為1400,1450,1500℃)對生成物相的影響。結果表明,合成溫度為1450℃,可以得到較純的物相;隨著還原劑碳黑含量的增加,使還原氮化反應進行的更為充分;在原料中si/al比為1時,加入17%的碳黑可以得到主要物相為si3al3o3n5(β-sialon,z=3)和sial4o2n4(15r)的產(chǎn)物;在原料中si/al比為1.5時,即加入80%的粉煤灰,在1450℃可以制備較純的si3al3o3n5粉。

工業(yè)上廣泛應用的某些沸石催化材料,如zsm-5和β沸石,通常是在有機模板劑存在條件下合成的,但合成過程常常會造成環(huán)境污染以及co2和氮氧化物的排放.如果能在無有機模板劑條件下合成這些材料,則不僅在基礎研究上具有重要意義,而且在工業(yè)應用方面也具有經(jīng)濟和環(huán)保價值.本文對最近有關無有機模板劑合成沸石材料的一些突破性進展進行了綜述,并重點討論了調(diào)節(jié)起始凝膠配比、使用導向劑溶液以及使用晶種導向合成等路線.

傳統(tǒng)優(yōu)質(zhì)粉煤灰、粒化高爐礦渣粉等面臨資源短缺、供應不足問題,地域性天然原料成為水泥混合材和混凝土摻合料的重要備選。本論文以地域內(nèi)儲量豐富的高硅礦石為原材料,研究了其對ⅰ級粉煤灰性能的影響,并說明了大摻量使用高硅礦石粉制備高硅礦石和ⅰ級粉煤灰復合粉體材料的方法。

粉煤灰主要是以煤為燃料的火力發(fā)電廠排出的固體廢物,是一種高分散度的集合體,它由大小不等、形狀不規(guī)則的粒狀體組成,具有較大比表面積,其粒徑在0.5μm～300μm之間。用粉煤灰合成沸石的研究,從holler和wrisching開始至今已有近20年的歷史,許多科學工作者采用不同的工藝方法進行制備沸石的研究,

粉煤灰主要是以煤為燃料的火力發(fā)電廠排出的固體廢物，是一種高分散度的集合體，它由大小不等、形狀不規(guī)則的粒狀體組成，具有較大比表面積，其粒徑在0．5μm～300μm之間。用粉煤灰合成沸石的研究，從holler和wrisching開始至今已有近20年的歷史，許多科學工作者采用不同的工藝方法進行制備沸石的研究，推動了用粉煤灰制取沸石研究的發(fā)展。本研究自制的naa型沸石用于含cr（ⅵ）電鍍廢水的吸附研究。

通過單摻粉煤灰、單摻石灰石粉及復摻石灰石粉與粉煤灰進行水泥標準稠度用水量、膠砂流動度和膠砂強度試驗,分析了石灰石粉對膠砂性能的影響。以確定石灰石粉取代部分粉煤灰應用于山口水電站碾壓混凝土壩的最佳摻量。

用粉煤灰直接制備m45莫來石以及與鋁礬土混合合成m60莫來石,可大大降低莫來石的合成成本。采用綜合熱分析儀(tg-dsc)、x射線衍射儀(xrd)和掃描電子顯微鏡(sem)對樣品進行表征。結果表明:經(jīng)800℃煅燒2h并經(jīng)除鐵處理的粉煤灰可直接作為低牌號莫來石(m45)使用;用預處理的粉煤灰和鋁礬土混合制備高牌號莫來石(m60)適宜的燒結溫度為1000℃;合成的莫來石的主要組分符合中國燒結莫來石標準(yb/t5267—2005)。

目前市場上粉煤灰數(shù)量巨多,品種復雜,本文結合多年的工作經(jīng)驗,闡述了如何辨別分析粉煤灰的品質(zhì),并保證混凝土的質(zhì)量。

以混凝土絕熱溫升為溫度參考依據(jù),模擬混凝土早齡期的變溫過程,研究了在變溫條件下?lián)郊臃勖夯覍炷量箟簭姸鹊挠绊?。強度等級為c30級時,粉煤灰混凝土3d后的抗壓強度高于純水泥混凝土;強度等級為c80級時,粉煤灰混凝土4d后的抗壓強度高于純水泥混凝土。通過工程實例研究了不同養(yǎng)護條件對大摻量粉煤灰混凝土強度發(fā)展的影響,發(fā)現(xiàn)溫度匹配養(yǎng)護下7d的抗壓強度遠高于在標準養(yǎng)護和同條件養(yǎng)護下的抗壓強度。

在石膏中摻加粉煤灰,并采用激發(fā)劑激發(fā)粉煤灰活性,制作石膏速成墻板,可以降低石膏速成墻板的生產(chǎn)成本,同時在一定程度上提高制品的性能。

通過試驗研究了粉煤灰、礦粉和水泥摻量及摻加種類對脫硫建筑石膏性能影響。結果表明:(1)單摻粉煤灰、雙摻粉煤灰和礦粉(或水泥)和三摻粉煤灰、礦粉和水泥具有緩凝作用,粉煤灰和礦粉的摻入降低了標準稠度用水量,水泥的摻入提高了標準稠度用水量。(2)單摻粉煤灰且隨著粉煤灰摻量增加,試樣強度和耐水性在降低,其摻量不宜大于10%;雙摻粉煤灰和礦粉且隨著礦粉摻量增加,試樣強度顯著降低,而耐水性先降低后增加;雙摻粉煤灰和水泥且隨著水泥摻量增加,試樣強度在降低,而耐水性先提高后降低,水泥摻量不宜大于7.5%。(3)在總摻量相同時,通過粉煤灰、礦粉和水泥摻量的優(yōu)化組合,雙摻粉煤灰和水泥與三摻粉煤灰、礦粉和水泥試樣強度和軟化系數(shù)高于單摻粉煤灰、雙摻粉煤灰和礦粉試樣。

石粉和粉煤灰對低標號混凝土性能影響的對比研究

粉煤灰對混凝土的影響 1混凝土的和易性和易性是混凝土性能中一項十分重要的技術性質(zhì)。良好的和易性，能 使混凝土拌合物易于施工操作，其質(zhì)量均勻，成型密實。在混凝土施工中，如果用粉煤 灰替代部分水泥或者細骨料，可以在保持原有和易性的情況下，減少用水量及混凝土的 泌水率，防止離析；或者保持用水量不變時，增大塌落度（通常和易性以塌落度的方式 來測量）。這是因為粉煤灰是由大小不等的球狀玻璃體組成，表面光滑致密，在混凝土 拌和中起到潤滑的作用。同時，粉煤灰顆粒比水泥顆粒小，均勻分布在水泥顆粒中，阻 止了水泥顆粒粘聚，使存在于水泥顆粒之間的部分自由水釋放出來，從而改善其和易性。 2混凝土的強度值混凝土的抗壓強度值通常作為評定混凝土質(zhì)量的重要指標。以部分粉 煤灰取代水泥時，由于粉煤灰在水泥漿體中并不參與化學反應，真正作為膠凝材料的是 水泥，而膠凝材料的水化產(chǎn)物是混凝土中各材料組合在一起