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煤气化渣资源化利用

化工进展 2023年第8期42卷 4447-4457页

作者：张丽宏金要茹程芳琴山西大学资源与环境工程研究所国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室山西太原030006

煤气化技术作为清洁利用技术得到迅速发展,但同时产生大量的煤气化渣。本文从煤气化渣的来源及危害、煤气化渣的基本性质、煤气化渣制备材料(介孔材料、活性炭、复合材料)和煤气化渣的应用(废气废水处理、建工建材、农业)4个方面进行概... 详细信息

煤气化技术作为清洁利用技术得到迅速发展,但同时产生大量的煤气化渣。本文从煤气化渣的来源及危害、煤气化渣的基本性质、煤气化渣制备材料(介孔材料、活性炭、复合材料)和煤气化渣的应用(废气废水处理、建工建材、农业)4个方面进行概述总结,对存在的问题、应用前景分别进行了分析和展望。文中指出:煤气化渣含碳量高、铝硅资源丰富、比表面积较大、孔隙结构比较发达,可用于制备高值化产品,但制备过程中所产生的废液需要进行处理与处置,剩余的含铝、硅和碳残渣也需要进行回收利用。煤气化渣的研究虽然取得了良好的效果,但大都处于实验室研究阶段或试验推广阶段,无法实现规模化利用。建议开发工艺简单、可行性强且具有经济效益的煤气化渣资源化利用技术,在分级利用的基础上实现铝、硅、碳资源的协同利用;在全利用的基础上实现其规模化利用。

关键词：煤气化渣资源化利用介孔材料活性炭建工建材

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黏结剂对免烘干型煤强度的影响研究

煤炭转化 2021年

作者：路广军刘昆杨凤玲山西大学国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室

利用不同黏结剂制备免烘干型煤,确定最佳黏结剂配方并进行黏结机制研究。结果表明,黄原胶基黏结剂的添加配比为黄原胶1.0%、蔗糖0.6%、钠基膨润土3.0%时,型煤湿强度为43.3 N/个;聚乙烯醇基型煤黏结剂的添加配比为聚乙烯醇1.5%、快干水泥... 详细信息

利用不同黏结剂制备免烘干型煤,确定最佳黏结剂配方并进行黏结机制研究。结果表明,黄原胶基黏结剂的添加配比为黄原胶1.0%、蔗糖0.6%、钠基膨润土3.0%时,型煤湿强度为43.3 N/个;聚乙烯醇基型煤黏结剂的添加配比为聚乙烯醇1.5%、快干水泥3.0%时,型煤湿强度为83.7 N/个;在自然晾干条件下24 h之内黄原胶基型煤强度可达到130 N/个,聚乙烯醇基型煤则可达到30 0 N/个;黏结剂可充分填充到煤粒间隙中,与型煤中部分自由水结合生成结合水,从而在未烘干条件下快速提高型煤强度,黏结剂与煤粒间结合没有产生新的化学键,结剂在煤粒间形成的骨架结构可使型煤保持一定的强度。

关键词：免烘干型煤黏结剂湿强度抗压强度结合水

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粉煤灰多元复杂体系锂资源提取的研究及发展

化工学报 2020年第12期71卷 5388-5399页

作者：崔莉李莎莎郭彦霞张学里程芳琴山西大学资源与环境工程研究所国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用重点实验室山西太原030006

随着锂资源供需关系的紧张和需求量日益增大,从海水、废旧锂电池以及粉煤灰等低品位或者二次资源中回收锂受到重视。综述了煤及粉煤灰中锂资源的含量及分布、粉煤灰多元复杂体系中锂资源提取的技术现状,回顾了当前国内外从其他低品位资... 详细信息

随着锂资源供需关系的紧张和需求量日益增大,从海水、废旧锂电池以及粉煤灰等低品位或者二次资源中回收锂受到重视。综述了煤及粉煤灰中锂资源的含量及分布、粉煤灰多元复杂体系中锂资源提取的技术现状,回顾了当前国内外从其他低品位资源中提锂的技术方法、材料和反应机制,分别从碱性、中性、酸性三种不同的提锂环境进行总结和阐述,对其用于粉煤灰提锂的可行性进行了评估,并对其存在问题和发展方向进行了分析和讨论,从其他低品位资源中提锂的方法可为粉煤灰提锂提供借鉴和参考。文章结尾对粉煤灰中锂资源的提取进行了展望,提出了粉煤灰中伴生资源协同提取的重要性和发展方向。

关键词：粉煤灰锂离子筛吸附离子印迹膜溶剂萃取

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黏结剂对免烘干型煤强度的影响

煤炭转化 2021年第6期44卷 51-58页

作者：路广军刘昆杨凤玲山西大学国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室山西省黄河实验室太原030006

利用黄原胶基黏结剂和聚乙烯醇基黏结剂制备免烘干型煤,确定最佳黏结剂配方并进行黏结机制研究。结果表明:黄原胶基黏结剂各组分的质量占型煤质量的百分比为黄原胶1.0%、蔗糖0.6%、钠基膨润土3.0%时,型煤湿强度为43.3 N/个;聚乙烯醇基... 详细信息

利用黄原胶基黏结剂和聚乙烯醇基黏结剂制备免烘干型煤,确定最佳黏结剂配方并进行黏结机制研究。结果表明:黄原胶基黏结剂各组分的质量占型煤质量的百分比为黄原胶1.0%、蔗糖0.6%、钠基膨润土3.0%时,型煤湿强度为43.3 N/个;聚乙烯醇基黏结剂各组分的质量占型煤质量的百分比为聚乙烯醇1.5%、快干水泥3.0%时,型煤湿强度为83.7 N/个;在自然晾干条件下24 h内黄原胶基型煤强度可达到130 N/个,聚乙烯醇基型煤强度可达到300 N/个;黏结剂可充分填充到煤粒间隙中,与型煤中部分自由水结合生成结合水,从而在未烘干条件下快速提高型煤强度,黏结剂与煤粒结合没有产生新的化学键,黏结剂在煤粒间形成的骨架结构可使型煤保持一定的强度。

关键词：免烘干型煤黏结剂湿强度抗压强度结合水

山西煤矸石中铝元素矿物赋存形态及酸浸溶出规律

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煤炭科学技术 2024年

作者：赵龙毅翟慧兵张建伟燕可洲杨凤玲郭彦霞程芳琴山西大学资源与环境工程研究所山西焦煤集团有限责任公司山西大学国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室

山西作为全国煤炭大省，在煤炭开采和洗选过程中产生大量工业固废煤矸石，回收铝元素是其资源化高值利用的重要方式。本文主要采用X射线荧光光谱、X射线衍射光谱、扫描电镜-能谱等方法，对山西主要煤田所产煤矸石中铝含量及其矿物赋存... 详细信息

山西作为全国煤炭大省，在煤炭开采和洗选过程中产生大量工业固废煤矸石，回收铝元素是其资源化高值利用的重要方式。本文主要采用X射线荧光光谱、X射线衍射光谱、扫描电镜-能谱等方法，对山西主要煤田所产煤矸石中铝含量及其矿物赋存形态和空间分布特性进行了分析；并基于多元线性回归方法，考察了不同化学组成煤矸石经焙烧-酸浸处理后Al2O3溶出量情况，以期阐明成分波动对煤矸石中铝溶出特性的影响规律。结果表明：山西煤矸石中Al2O3含量在13.9%～ 42.5%范围，主要以高岭石、伊利石和白云母等铝硅酸盐矿物的形式赋存；其中，晋北地区由于特殊的古地质成因，导致局地产出高铝煤矸石，Al2O3含量超过30%。煤矸石在焙烧-酸浸过程中，焙烧温度显著影响其活化效率，活化最佳温度为700 °C ～ 850 °C；酸浸后Al2O3溶出量主要与其本身Al2O3含量相关，相关系数可达0.97以上，即煤矸石中Al2O3含量越高，酸浸Al2O3溶出量则越高。除此之外，煤矸石中Al2O3溶出量还与其本身SiO2含量、K2O含量和C含量呈现一定相关性，其中Al2O3溶出量与SiO2含量的负相关性较强，与K2O含量的负相关性较弱，随着C含量的增加，Al2O3溶出量和C含量的从负相关转向正相关。这可能是由于煤矸石本身元素含量特性、不同矿物活化温度差异、浸出过程固液接触面积变化等因素造成的。

关键词：煤矸石矿物赋存形态空间分布酸浸溶出

焦化污泥添加对活性焦结构和Pb2+吸附的影响及机制

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煤炭转化 2020年第2期43卷 65-72页

作者：尹霞张慧荣郭彦霞程芳琴山西大学资源与环境工程研究所国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室

将两种焦化污泥(S1和S2)分别配入无烟煤中,通过水蒸气活化制备高比表面积分级多孔活性焦,采用BET、Boehm滴定和SEM等手段探究污泥对活性焦结构和Pb 2+吸附性能的影响及其机制。结果表明:两种污泥的添加均对活性焦比表面积和表面碱性官... 详细信息

将两种焦化污泥(S1和S2)分别配入无烟煤中,通过水蒸气活化制备高比表面积分级多孔活性焦,采用BET、Boehm滴定和SEM等手段探究污泥对活性焦结构和Pb 2+吸附性能的影响及其机制。结果表明:两种污泥的添加均对活性焦比表面积和表面碱性官能团具有明显的促进作用,污泥S2的添加对活性焦的比表面积和表面碱性官能团的提高更加明显;随着两种污泥添加量的增加,活性焦比表面积均呈先增加后减少的趋势,当污泥添加量为10%(质量分数,下同)时,比表面积最大,分别达到756 m 2/g和759 m 2/g;污泥添加量的增加还能促进活性焦表面碱性官能团的生成,当污泥添加量为20%时,表面碱性官能团分别达到1.10 mmol/g和1.38 mmol/g;此外,两种污泥均可提高活性焦对Pb 2+的吸附量,其中添加S2制备的活性焦吸附效果更好,活性焦对Pb 2+的吸附符合Langmuir等温吸附模型,吸附量最大可达60.6 mg/g。

关键词：污泥活性焦孔结构官能团吸附铅离子

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纤维素改性材料对重金属吸附性能的研究进展

功能材料 2021年第3期52卷 3050-3059页

作者：崔静磊桂晓光王茜周祥郭彦霞山西大学资源与环境工程研究所国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用重点实验室太原030006

近年来,工农业排放的重金属离子产生了严重的水体污染;这些重金属离子浓度低,通过吸附法可以有效处理这些污染问题。吸附法的关键在于高效吸附材料的设计和制备。纤维素是可再生的高分子聚合物,具有储量丰富、来源广泛等优点,纤维素材... 详细信息

近年来,工农业排放的重金属离子产生了严重的水体污染;这些重金属离子浓度低,通过吸附法可以有效处理这些污染问题。吸附法的关键在于高效吸附材料的设计和制备。纤维素是可再生的高分子聚合物,具有储量丰富、来源广泛等优点,纤维素材料经过改性后对重金属离子具有良好的吸附能力。介绍了纤维素的结构特点、吸附原理和不同改性方法,重点比较了纤维素的物理改性、直接化学改性和接枝改性等不同改性方法和对重金属离子的吸附的影响,并展望了纤维素基吸附材料的发展前景和方向。

关键词：纤维素制备吸附剂选择性回收重金属

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生物炭应用于湿地水生态修复的研究进展

水处理技术 2023年第5期49卷 26-31页

作者：张晨缪娇高洁陈宇李剑锋程芳琴山西财经大学资源环境学院山西大学国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室资源与环境工程研究所山西太原030006

湿地构建中基质填料对其综合且持久发挥效能具有关键作用。生物炭可以通过吸附、分配等作用固定水中污染物,填充于湿地基质中能发挥其减污降碳协同增效的巨大潜力。该文开展了生物炭基湿地水质净化效能、污染物迁移转化过程与机制等研究... 详细信息

湿地构建中基质填料对其综合且持久发挥效能具有关键作用。生物炭可以通过吸附、分配等作用固定水中污染物,填充于湿地基质中能发挥其减污降碳协同增效的巨大潜力。该文开展了生物炭基湿地水质净化效能、污染物迁移转化过程与机制等研究,揭示了生物炭种类和物化特性对水生植物生长、微生物群落繁衍和固碳减排等方面的作用机理,为生物炭的施用和湿地建设提出新的研究方向,对提升水生态的可持续性具有重要意义。

关键词：生物炭湿地水环境水生态修复减污降碳

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煤与生物质混合燃烧特性实验设计

实验技术与管理 2021年第10期38卷 61-64,86页

作者：路广军山西大学国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室山西太原030006

该文设计了一种煤与生物质混合燃烧性能、燃烧效率研究实验。该实验涉及煤与生物质混合样品制备、混合样品燃烧过程参数采集和气体产物检测等方面。以典型无烟煤和玉米秆为原料,采用同步热分析与气体质谱仪联用方法分析混合燃料在燃烧... 详细信息

该文设计了一种煤与生物质混合燃烧性能、燃烧效率研究实验。该实验涉及煤与生物质混合样品制备、混合样品燃烧过程参数采集和气体产物检测等方面。以典型无烟煤和玉米秆为原料,采用同步热分析与气体质谱仪联用方法分析混合燃料在燃烧过程中质量、热量及烟气变化情况。结果表明,在混合燃烧过程中,玉米秆可以改善无烟煤的燃烧性能,并提高无烟煤燃烧效率。通过该实验,使学生了解研究含碳固体燃料燃烧基本方法,培养学生对一次能源高效利用的创新能力。

关键词：无烟煤玉米秆燃烧特性燃烧效率