利用除塵灰分離炭粉制備活性炭的工藝及性能研究.pdf

1、鋼鐵企業(yè)的除塵灰對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染,將其作為二次資源加以利用,提高其應(yīng)用價值已成為一個重要的研究課題.該文研究了以除塵灰分離炭粉為原料制備活性炭的最佳工藝.該研究為國內(nèi)鋼鐵企業(yè)除塵灰的綜合利用探索了新的開發(fā)應(yīng)用途徑,對工業(yè)廢料的充分利用提供了可靠的試驗依據(jù).采用物理法、化學(xué)物理法、KOH化學(xué)活化法三種方法對除塵灰分離炭粉進行活化制備AC,研究了實驗室條件下除塵灰基AC的制備工藝.系統(tǒng)地研究了各活化工藝因素對AC孔隙結(jié)構(gòu)及吸附性能的影

2、響,通過試驗論證了除塵灰分離炭粉制備AC的可行性.研究結(jié)果表明:物理活化可制得具有較低比表面積和吸附性能的除塵灰基AC;銨鹽浸漬預(yù)處理可使AC的比表面積和活化收率有較大幅度地提高,銨鹽與炭粉的浸漬比(銨鹽溶液的體積ml:炭粉質(zhì)量g)對AC比表面積有顯著影響;化學(xué)活化法可制得高比表面積除塵灰基AC,通過正交實驗研究了除塵灰分離炭粉KOH活化的最佳工藝,獲得了比表面積高達2322.3m<'2>/g、孔容大且孔徑分布均勻、吸附能力強的AC.K

3、OH在活化過程中不僅起到活化劑的作用,還可以與炭粉中的SiO<,2>、Al2O<,3>等無機雜質(zhì)反應(yīng)生成可溶性鹽,經(jīng)水洗后去除了AC的灰分,提高了除塵灰基AC的品質(zhì),是利用除塵灰分離炭粉制備AC的較理想的活化方法.AC的孔隙結(jié)構(gòu)研究表明,其孔徑分布有一定規(guī)律性.AC的孔容及孔徑分布對其比表面積有很大影響,孔徑分布窄、孔容積越大,則AC的比表面積越大.AC的比表面積與其對氣相中有機蒸汽和液相中Cr(Ⅵ)的吸附能力有很大關(guān)系,比表面積越大A

4、C的吸附能力越強.X射線衍射分析表明,各活化方法制得的除塵灰基AC具有不同的微晶結(jié)構(gòu),根據(jù)Bragg方程和Sherry公式可以計算出AC的微晶大小及層面間距.隨著AC比表面積的增加,AC的石墨化度下降,無定形炭含量提高,其微晶結(jié)構(gòu)的不規(guī)則程度增大.對市售煤質(zhì)AC進行液相氧化處理和熱處理,可以改變活性炭表面官能團的含量,提高活性炭的離子交換能力.XPS分析表明氧化改性后AC中氧元素和碳元素含量發(fā)生了很大變化,表面改性處理使活性炭對溶液中C