粉煤灰改性技术综述
【开发利用】
粉煤灰改性技术综述
于秀华，程国君，徐初阳
（安徽理工大学材料科学与工程学院，安徽 淮南 ２３２００１）
摘要：采用粉煤灰改性技术对粉煤灰进行表面改性，能显著提高粉煤灰的吸附性能和分散性，进一步拓宽其应用领域。
关键词：粉煤灰；改性；吸附；活性剂
中图分类号：ＴＱ５３６．４；ＴＱ３１６．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－９３８６（２００９）０１－００２６－０２
The Progress of Research of Modification for Fly Ash
Y u Xiuhua, Cheng Guojun, Xu Chuyang
(School of Material Science and Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China)
Abstrct: The structure and surface of fly ash can be achieved by some modification techniques, its dispersion and adsorption property be increased, and widening its field of application .The modification techniques of fly ash were summarized in the present paper.
Key words: fly ash; modification; active agent; adsorption
粉煤灰是煤粉经高温燃烧后形成的一种似火山灰质的混合材料，主要是燃煤电厂、冶炼、化工等行业排放的固体废物。由于粉煤灰中含有大量性能稳定的二氧化硅、氧化铝等成分，其应用范围和应用能效都受到限制，必须进行表面或结构改性，使其活性增强，如碱液改性、酸液改性、活性剂改性、离子改性、偶联剂改性等。
１ 碱液改性
国外于２０世纪８０年代中期采用碱性溶液对粉煤灰进行改性，实验表明，粉煤灰中含有较多的活性氧化铝和氧化硅等， 具有较强吸附能力，而碱液改性粉煤灰能够进一步增加灰的表面积，可大大提高灰的吸附、离子交换性能［３］，其改性体系为水玻璃—粉煤灰—ＮａＯＨ溶液体系：称取粉煤灰和水玻璃置于锥形瓶中，加入３．５ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＯＨ溶液３２０ｍＬ，在恒温９５℃左右搅拌７０ｈ，冷却至室温取出，离心并反复用蒸馏水洗涤数次至ｐＨ值＝１０，然后在１１０℃充分干燥，得到改性粉煤灰。碱液体系中附加的水玻璃是加速沸石改性物的形成。改性粉煤灰具有较高的阳离子交换、吸附性能及催化活性等。所以，广泛应用于农业、工业及环保等领域。李松等［４］直接运用碱石灰和粉煤灰混合，在坩埚中加热到５００℃，恒温１ｈ，冷却至室温，加入蒸馏水混合搅拌均匀，在１００℃改性，同样得到改性粉煤灰。２ 酸改性
粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，且呈多孔形状，具有一定的吸附性能，而酸碱作用能增大粉煤灰比表面积，提高吸附性能。粉煤灰的酸改性剂主要有
盐酸、硫酸和混酸。氧化物容易被酸侵蚀，所以，酸改性剂改性粉煤灰表面速度快、时间短、效率高。一般将粉煤灰与酸改性剂按一定比例混合，在室温下搅拌３０ｍｉｎ左右，过滤，在１２０℃充分干燥，得到改性粉煤灰［５］。而李松等［４］用盐酸与氯化钠混合溶液在９０℃搅拌改性粉煤灰２ｈ，处理后同样得到改性粉煤灰。律海波［６］用粉煤灰５０ｋｇ，投加１ｍｏｌ／Ｌ盐酸，搅拌均匀，使粉煤灰润湿，在室温通风至恒重即得改性粉煤灰。酸改性粉煤灰产物对炼油废水、印染废水、重金属废水、造纸废水等均有良好的吸附效果。
３ 表面活性剂改性
粉煤灰改性采用的酸溶法、碱溶法均比较成熟，而对表面活性剂改性粉煤灰技术研究的相对较少。改性粉煤灰的表面活性剂主要为乳化剂系列和吐温８０，聚合物活性剂有聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵；高分子单体改性剂有丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。张慧弟等［７］运用表面活性剂，通过干法和湿法两种方法对粉煤灰进行改性，产品的填充效果和絮凝效果均有所提高［８］。
３．１ 干法（火法）
称取一定量的粉煤灰， 放置在玻璃表面皿上， 再取一定量配制好的改性剂（配合引发剂）喷洒于粉煤灰表面， 充分搅拌后， 在１００℃烘箱干燥２ｈ， 即可得到粉煤灰粉体的表面改性产品［９］。
３．２ 湿法
将三口烧瓶置于恒温水浴中，将恒温水浴置于磁
２６
力搅拌器上，在三口烧瓶中加入适量蒸馏水和改性剂，搅拌均匀后加入一定细度粉煤灰，调节温度为７０℃，反应２ｈ，冷却、离心分离、沉淀，在１００℃烘箱中干燥２ｈ，即可得到粉煤灰粉体的表面改性产品。
４ 偶联剂改性
粉煤灰的显微结构与高分子制品中应用的补强材料的显微结构相似，粉煤灰的偶联剂表面改性，使其主要用作有机材料的填充材料，近几年已开发了铝酸酯、钛酸酯、硅烷以及锆酸酯等多种偶联剂，其中铝酸酯和硅烷偶联剂具有合成简单、性能优良、成本低廉等特点。张云怀等［１０］将粉煤灰微珠在高速混合机中加热１００℃，充分烘干，然后将铝酸酯偶联剂按比例分批加入，控温在１００～１３０℃，高速搅拌混合，在干法下得到分散均匀的改性粉煤灰微珠。同样可以在湿法下进行偶联剂改性粉煤灰微珠［１１］，粉煤灰微珠与溶解的偶联剂配成混合体系，然后加热搅拌一定时间后也可得到活化粉煤灰微珠。通过傅里叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜等微观分析，发现了铝酸酯与粉煤灰微珠表面上有Ｓｉ－Ｏ－Ａ１键的生成。Ｓｉ－Ｏ－Ａ１键的生成是由于铝酸酯中的烷氧基（ＲＯ－）与微珠表面的羟基发生化学反应，并以化学健连接在微珠表面形成一层偶联剂单分子层；另一部分含有长的碳链基团则可与有机分子亲合而进行缠绕，使微珠表面由亲水性向亲油性过渡。由于偶联剂对微珠有良好润湿包覆作用，增加了微珠和树脂之间的亲和力。填充后所得复合体系，由于一方面降低了树脂与微珠间的界面张力，另一方面加大了树脂分子间的距离，降低了聚合物分子间的范德华力，所以当材料受到冲击时，裂纹与应力集中减少，使得破坏需要更大的能量；同时，由于材料的韧性增加，使材料在冲击力下有微小变形缓冲过程，能量被吸收、分散，减小了内部的微裂纹和应力集中减少，使抗缺口冲击性能得到提高［１２］。改性粉煤灰微珠可以与聚氯乙烯、酚醛树脂、聚乙烯等树脂混合塑炼，得到填充复合材料。
有机硅烷偶联剂与固体无机物的作用可以通过水解基团与填料表面以氢键形式键合，相互缩合作用形成稳定的单分子覆盖层，同时也可以被无机填料以化学吸附和物理吸附的形式吸附硅烷偶联剂的水解层。而物理吸附层结合不牢，极易被水冲洗去除；化学吸附层和内层单分子覆盖层结合牢固，是填料与高分子树脂之间结合的过渡层［１３］。硅烷偶联剂的使用方法是用偶联剂对粉煤灰等填料粒子进行表面化学改性处理，制备表面活化的填料，再与被填充的物料混合处理。还可以在相应条件下直接将偶联剂
与填料同时混于被填充的物料中进行同时处理，达到
填充的目的。
偶联剂与粉煤灰的作用机理符合化学键理论，并在表面吸附单分子层偶联剂，此时即提高了无机与有机材料之间的相容性。
５ 阳离子改性
阳离子改性目的是增强粉煤灰对废水及有毒重金属离子的吸附和去除性能。阳离子改性剂主要有钠型、钙型、钾型、铁型等，方法大致相同。刘发现等［１４］称取１２０ｇ粉煤灰加入到锥形瓶中，再加３．５ｍｏｌ ＮａＯＨ溶液４００ｍＬ， ８０℃加热冷凝５０ｈ，冷却后浓盐酸中和、离心、烘干，制得钠型改性粉煤灰。通过离子交换，用１ｍｏｌＣａＣｌ
２
溶液将钠型改性粉煤灰交换成钙型改性粉煤灰。同理能够制备出钾型，铁型等改性粉煤灰。不同阳离子改性粉煤灰的吸附性能主要是活化后的沸石晶格孔穴内，Ｋ＋、Ｃａ２＋、Ｎａ＋、Ｆｅ３＋等阳离子可与溶液中的阳离子进行离子交换，用离子交换法对
活化后的粉煤灰进行改性，张信等［１５］用ＦｅＳＯ
４
和
ＦｅＣｌ
３
对粉煤灰进行离子改性，亚铁离子改性后的粉煤灰对较宽ｐＨ值范围的废水中磷具有良好的吸附去除效果。杨玉芬等［１６］通过磁选脱磁珠、浮选脱残余炭等对粉煤灰进行纯化，按一定比例将粉煤灰、氢氧化钙溶液与水置于敞口的反应釜中，充分搅拌使矿浆均匀的混合，然后升温至某一温度，根据粉煤灰活性激发原理，反应生成的纳米硅酸盐组分作为子颗粒将在粉煤灰颗粒表面沉积、生长，形成包覆膜层。数小时后停止加热，冷却至矿浆温度为２５～３５℃止，通入空气和二氧化碳混合气体，以中和矿浆中残余的氢氧化钙成分。包覆后粉煤灰具有较高的白度和表面粗糙度，且ＰＰ－复合粉煤灰的力学性能均优于未包覆粉煤灰、重质碳酸钙或轻质碳酸钙作填料的性能。
本人在试验过程中，利用硅烷偶联剂与粉煤灰在干法状态下进行表面改性，得到粉煤灰硅烷改性物，其作为填料与未改性粉煤灰相比较，力学性能倍增。
６ 结语
不同改性剂对粉煤灰的改性效果不同，应用领域也不同。改性后的粉煤灰，不论是对废水的处理，还是在水溶液中的分散性以及作为填料，均能得到较为理想的效果。随着粉煤灰改性研究的不断深入，对粉煤灰改性的技术也将不断发展。
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２７
表２ 正交试验结果
试验号ＡＢＣ去除率（％）１１１１５６．２２１２２６５．４３１３３６８．１４２１２８０．５５２２３９７．３６２３１８１．９７３１３８８．３８３２２９７．７９３３１８７．２
Ｋ
１
１８９．７２２５２２５．３
Ｋ
２
２５９．７２６０．４２４３．６
Ｋ
３
２７３．２２３７．２２５３．７
Ｒ８３．５３５．４２８．４
根据极差分析可知： Ｒ
Ａ＞Ｒ
Ｂ
＞Ｒ
Ｃ
，所以影响去
除率的顺序为：Ａ＞Ｂ＞Ｃ，即ＰＤＭＤＡＡＣ改性土投加量影响最大，其次是搅拌时间，最后是ｐＨ值。最佳
水平组合为：Ａ
３Ｂ
２
Ｃ
３
，即当改性膨润土投加量为２５ｇ
（浓度为２５ｇ／Ｌ），吸附时间为６０ｍｉｎ，ｐＨ值为９，反应温度为２５℃。在此条件下进行试验，砷的去除率达９７％以上。
３ 吸附机理初探
首先，①膨润土（其主要成分为蒙脱石）本身具有巨大的内外表面积，使其具有很强的吸附能力［６］；
②以硫酸溶液改性膨润土，可将蒙脱石中的铁、铝、镁、钙离子溶出，使蒙脱石变成了有许多孔洞的骨架（类似分子筛），增强了负电性；③酸活化处理可除去分布于蒙脱石通道中的杂质，使孔道得到疏通，有利于吸附质分子的扩散；④Ｈ原子半径小于Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｃａ等原子半径，因此，体积较小的Ｈ置换蒙脱石层间的Ｎａ 、Ｍｇ 、Ｋ 、Ｃａ等离子，孔容积得到增大，并削弱了原来层间的键力，层状晶格裂开，孔道被疏通，从而也能增强其吸附性能。
其次， ＰＤＭＤＡＡＣ是带有大量正电荷的阳离子絮凝剂，ＰＤＭＤＡＡＣ改性膨润土后表面电性变为正，而实验废水中的砷以负电性形式的ＣＮ－存在，正负相吸，从而提高了膨润土对水中砷的去除率。
最后，膨润土经ＰＤＭＤＡＡＣ改性后使膨润土的表面更加凹凸不平，ＰＤＭＤＡＡＣ的部分包裹在膨润土表面，甚至有部分进入膨润土的孔隙内，增大了比表面积，表面能增强，亲水性增强。而且膨润土还起到了助凝剂的作用，有利于絮体的增大和沉降。处理后的废水在较短的时间内澄清。
４ 结论
膨润土本身具有巨大的内外表面积，具有很强的吸附能力，加之用酸和ＰＤＭＤＡＡＣ改性后既增大了膨润土的比表面积，又提高了膨润土的沉降性能，因此，改性土对砷离子具有很好的吸附效果。最佳实验操作条件为ＰＤＭＤＡＡＣ改性膨润土用量为２５ｇ／Ｌ，ｐＨ值为９，反应温度２５℃，吸附时间６０ｍｉｎ，改性膨润土对砷的去除率在９７％以上。另外，我国膨润土资源丰富，价格低廉，因此，在水处理中具有广阔的应用前景。【参考文献】
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（上接第２７页）
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邓书平等：正交方法研究改性膨润土吸附处理含砷废水
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改性沥青的研究进展
改性沥青的研究进展 黄 彬,马丽萍,许文娟 (昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650093) 摘要 为了得到性能更优良的改性沥青,越来越多的材料被用作改性沥青改性剂,同时新的评价标准和方法及其他领域的新化学分析方法也被用来更完整准确地评价改性沥青的性能。总结了国内外改性沥青的研究现状及进展,从改性机理、性能影响因素及评价方法等方面来介绍各种改性沥青的概况,并概述了改性沥青的发展方向。 关键词 改性沥青 改性剂 机理 发展Rsearch Development of Modif ied Asphalt HUAN G Bin ,MA Liping ,XU Wenjuan (Faculty of Environmental Science and Engineering ,Kunming University of Science and Technology ,Kunming 650093) Abstract More materials ,as modifier ,are used to improve the properties of modified asphalt.Besides ,the new evaluation standards and methods ,new chemical analysis methods are used to evaluate the properties more com 2pletely and accurately.The situation and development of modified asphalt research at home and abroad are summa 2rized.From the aspcts of modification mechanism ,influencing factors and evaluation methods ,various modified as 2phalts are introduced ,and the development trend of modified asphalt technology is illustrated in the paper. K ey w ords modified asphalt ,modifier ,mechanism ,development 黄彬:女,1986年生,硕士研究生,主要研究方向为固体废物资源化 E 2mail :binbin_huang @https://www.360docs.net/doc/e36479057.html, 马丽萍:女,1966年生,教 授,主要研究方向为工业废气污染控制、固废综合开发利用 E 2mail :lipingma22@https://www.360docs.net/doc/e36479057.html, 0 前言 普通道路沥青由于自身的组成和结构决定了其感温性能差,弹性和抗老化性能差,高温易流淌,低温易脆裂。而且在过去的10年中,车轴负荷增加、车流量增加、气候条件恶劣,难以满足高级公路的使用要求,必须对其改性以改善使用性能。在沥青或沥青混合料中加入天然或合成的有机或无机材料,熔融或分散在沥青中与沥青发生反应或裹覆在沥青集料表面,可以改善或提高沥青路面性能。 1 改性沥青的分类 在沥青的改性材料中,高分子聚合物是应用最广泛、研究最集中的一种。其他改性材料还有两大类:矿物质填料和添加剂。矿物质填料,如硅藻土、石灰、水泥、炭黑、硫磺、木质素、石棉和炭棉等,对沥青进行物理改性,可提高沥青抗磨耗性、内聚力和耐候性。添加剂,包括抗氧化剂和抗剥落剂,如有机酸皂、胺型或酚型抗氧化剂或阴、阳离子型或非离子型表面活性剂,可提高沥青粘附性、耐老化或抗氧化能力。聚合物改性沥青(PMA 、PMB ),按照改性剂的不同一般可分为3类:①热塑性橡胶类,即热塑性弹性体,主要是嵌段共聚物,如SBS 、SIS 、SE/BS ,是目前世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂,并以SBS 最多;②橡胶类,如NR 、SBR 、CR 、BR 、IR 、EP 2DM 、IIR 、SIR 及SR 等,以胶乳形式使用,其中SBR 应用最为广泛;③树脂类,如EVA 、PE 、PVC 、PP 及PS 。 2 各种改性沥青及其发展现状 通过SCI 和EI 分别检索近15年来改性沥青在交通、建筑、材料、能源及环境等学科方面研究的文献情况,检索结果如图1、图2及表1、表2所示。根据表1、表2数据和图1、图2情况可以看出,近几年国内外对改性沥青的研究越来越多,尤其以SBS 和胶粉最为突出,出现了多种新型改性剂。下面 将分别介绍各种改性沥青及其发展现状。 图1 SCI 检索统计表 Fig.1 SCI search results 2.1 矿物质材料改性沥青 矿物质材料作改性剂的研究较少,主要为硅藻土、纳米 碳酸钙、矿渣粉、白炭黑等,可与基质沥青形成均匀、稳定的 共混体系以改善沥青性能[1] 。
粉煤灰及其改性对含氟废水的处理详解
化学信息学论文（设计）论文题目：粉煤灰及其改性对含氟废水的处理 学院：化学与化工学院 专业：化学 班级：化学131班 学号： 1308110283 1308110289 1208110309 1308110307 学生姓名：田茂杰石军 田春红潘芳 2015年12月20日
论文（设计）诚信责任书 本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。 特此声明。 论文（设计）作者签名： 日期：
目录 摘要 (3) Abstract (4) 第一章我国氟污染来源、现状及危害 (5) 1.1氟污染的来源 (5) 1.2我国氟污染的现状 (5) 1.3含氟废物的危害 (6) 1.3.1氟对环境的影响 (6) 1.3.2氟对畜牧业的影响 (6) 1.3.3氟对人体的影响 (7) 第二章处理含氟废水方法及其机理 (8) 2.1处理含氟废水的方法 (8) 2.2粉煤灰在水处理中应用作用机理 (9) 2.2.1吸附 (9) 2.2.2接触絮凝 (10) 2.2.3中和沉淀 (10) 2.2.4过滤截留 (10) 第三章. 粉煤灰成分及结构 (11) 3.1粉煤灰组成和分类........................................................ 错误！未定义书签。 3.2粉煤灰的物化性质........................................................ 错误！未定义书签。第四章废水中氟含量的测定方法. (12) 4.1分光光度法 (12) 4.2离子选择电极法 (12) 4.4吸光光度法 (13) 4.5比色法 (13) 第五章粉煤灰及其改性处理含氟水的实验方法 (14) 5.1材料 (14) 5.2 改性粉煤灰的制备 (14) 5.3单因素试验 (14) 5.3.1粉煤灰粒径对氟离子去除率的影响 (14) 5.3.2改性方式对氟离子去除率的影响 (14) 5.4多因素正交试验 (14) 5.5氟离子质量浓度的测定及去除率的计算 (15) 总结 (15) 第六章结束语............................................................................ 错误！未定义书签。参考文献.. (17)
活化粉煤灰填充聚氯乙烯板材的研究
活化粉煤灰填充聚氯乙烯板材的研究 3 吕瑶姣 刘跃龙 张季爽 (湖南大学环境科学与工程系,长沙410082) (湖南大学化学化工学院,长沙410082) 摘要 用不同的活化粉煤灰代替活性碳酸钙作聚氯乙烯板材中的填料,制取试样并测试其性能。结果表明,选用好的改性剂,采用合适的活化方法时,得到的活化粉煤灰应用于聚氯乙烯板材中,其各项指标均符合标准规定,特别是在酸碱介质中表现出很好的耐腐蚀特性。关键词 粉煤灰 化学改性 聚氯乙烯 3国家自然科学基金资助项目(29070326) 1 引言 作者曾对粉煤灰活化[1],活化粉煤灰在橡胶制品中作填料等作过研究报导 [2] ,为拓展活化粉煤灰的应 用范围,将活化粉煤灰送株洲塑料厂,用其作聚氯乙烯板材中的填料。实验中按厂家生产配方,只是用活化粉煤灰代替原配方中的活性碳酸钙,制作试样并测试其性能,本文报告其研究结果。2 实验原料 实验所用粉煤灰为湘潭电厂浮选粉煤灰和株洲电厂微珠,其化学成分和粒度分布列于表1和表2。 表1 粉煤灰中主要成分的含量(质量百分数) % 成分 S iO 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 CaO M gO 烧失量 株电粉煤灰45～5922～313～5114～2161127～16湖电浮选灰42～5723～30 3～8 2～7 015～2 5～10 表2 粉煤灰的粒度分布 灰种类中位径Πμm 频率最大的粒径Πμm 75%灰的粒径Πμm 25%灰的 粒径Πμm 比表面积Πm 2?g -1 湘电浮选灰3711025153≤64181≤1919801197株电微珠 12158 12190 ≤15137 ≤9192 01432 3 粉煤灰的活化 粉煤灰活化[3],[4] 由于活化剂的性质不同,实验中 采用了湿法和干法两种工艺 311 湿法活化 用正交试验设计确定的活化条件为:常温下以水:粉煤灰=3∶1形成混合液,分批加入定量的活化剂,充分搅拌反应30min ,过滤后在选定温度下烘干。312 干法活化 选择合适的溶剂将活化剂配成稀溶液,再将该溶 液按比例均匀喷洒到已筛分的粉煤灰中,充分混合后 在选定温度下反应1～2h 。或将所需活化剂溶解在合适的溶剂中,再将其喷洒到灰中,在球磨机中研磨反应4～10h ,取出后在选定温度下烘干。313 实验用粉煤灰 本研究选用了4种活化粉煤灰作聚氯乙烯板材的填料,其活化方法和性能见表3。在配方中的填充量是:1# 、2# 、3# 3个样为3%,4# 样为6%,对照样中活性碳酸钙的填充量为3%。 表3 实验用活化粉煤灰性能表 灰种类 活化剂 活化剂用量% 活化方法灰粒径 1#株电微珠ND 242017干法(喷雾)-300目2#湘电浮选灰ND 242017干法(喷雾) -160目3#湘电酸洗浮选灰 HR 018湿法 -160目4#湘电浮选灰 HR 112 干法(研磨活化4h ) -300目9815% -400目90% 4 实验结果 活性碳酸钙和几种活化粉煤灰作填料的聚氯乙烯板材试样的性能按G B4454284标准方法测试,其结果列于表4。5 结果讨论 (1)从实验结果看出,用017%ND 242活化剂,采 用干法喷雾的活化方法对株电微珠和湘潭电厂浮选粉煤灰进行活化,用所得活化灰代替活性碳酸钙在聚氯乙烯板材中作填料,在填充量完全相同的情况下, 其试样性能(1#和2# )没有明鲜的差异。这说明,在用粉煤灰作聚氯乙烯板材的填料时,不必先进行微珠分选,可直接利用粉煤灰。因这样使用效果相当,但可简化工艺,降低成本。 7 4环 境 工 程 2001年6月第19卷第3期
改性沥青现状及发展前景
改性沥青现状及发展前景 1、改性沥青应用现状 普通道路石油沥青，由于原油成分及炼制：工艺等原因，其含蜡量较高，导致其具有温度敏感性强，与石料的粘附性差，低温延度小等缺点。用其铺筑的沥青路面，夏季较软，易出现明显车辙壅包等病害；冬季较脆，易出现低温开裂等病害；混合料的抗疲劳性能，抗老化性能较差。同时，由于经济的快速发展，普通沥肯混合料已不能满足高等级道路和特殊地点的重交通，大轴载，快速安全运输的需要。 1．1 改性沥青的应用背景和现状 据相关资料，20世纪60年代以前，沥青路面仅用于城市道路和专用公路，沥青材料主要是煤沥青和用进口原油提炼的石油沥青。20世纪70年代前后，在全国范围内曾采用渣油吹氧稠化，掺配特立尼达(TLA)或阿尔巴尼亚稠沥青等改性的方法，提高结合料稠度，配制成200号沥青铺筑以表面处治为主的沥青面层。1985年国内开展 了沥青中掺丁苯，氯丁橡胶，废轮胎粉等改性沥青和掺金属皂等改善混合料性能的研究试验工作，取得了成功的经验。1992年NovophaltPE现场改性技术的引入，对改性沥青的推广应用起到了促进作用，使改性沥青从研究试验逐步发展到生产应用。 1．2影响改性沥青应用的因素 生产施工工艺在聚合物改性沥青的大规模应用中起到了关
键性的作用。无论是聚合物改性，物理改性还是采用不同的沥青加工工艺都会增加较大的工程成本，在国内经济不发达地区的应用会受到一定的制约。 2、改性沥青的研究现状 目前国内的研究重点在新的改性剂和沥青改性剂的加工工艺上还有一部分研究是面向工程应用的，即研究在沥青集料改性剂确定的情况下，找出合适的级配，最佳沥青用量和改性剂用量以满足实际工程的要求。我国研究改性沥青已有多年的历史，也取得了丰富的成果，但至今仍有两个问题没有很好地解决： (1)没有形成对改性沥青和改性性能统一的评价标准； (2)国内没有形成统一的研究体系。 改性沥青的研究是一项长期的复杂的系统工作，要想取得突破性成果必须综合各研究机构的优势，形成统一的研究体系，比如美国l987年～l992年的大型系统工程SHRP计划等等。而相对于国内，研究工作往往由各高等院校，科研院所独立完成，没有统一的研究规划，配套工作滞后。另外由于各部门的利益关系，沥青改性的关键技术往往是秘而不宣的，在一定程度上造成人财物的巨大浪费。 3、改性沥青的应用前景 由于普通沥青已不能适应现代化路面的要求，性能良好的改性沥青必将在高等级路面中起到越来越重要的作用 3．1 SBS改性沥青将获得更广泛的应用 研究表明，SBS改性的优越性突出表现在具有双向改性作用，
炭材料用改性煤沥青的结构及性能研究
第30卷 第2期2007年4月 煤炭转化 COA L CON V ERSION V ol.30 N o.2A pr.2007 *国家自然科学基金资助项目(50472081)和江西省自然科学基金资助项目.1)讲师;2)教授;3)副教授,九江学院,332009 江西九江;4)教授、博士生导师,西北工业大学材料科学与工程学院,710072 西安收稿日期:2006 12 22;修回日期:2007 01 13 炭材料用改性煤沥青的结构及性能研究 * 宋士华1) 马明亮2) 魏健宁3) 李世斌3) 李铁虎4) 摘 要 进行了对甲基苯甲醛(4 MB)改性煤沥青(CTP)的中间相微观结构研究.采用偏光显微镜研究4 MB 改性煤沥青的光学结构;采用扫描电镜(SEM )观察改性后煤沥青的形貌.研究结果表明,改性煤沥青的光学组织结构显著改善,随交联剂4 M B 用量的不同,可得到超镶嵌(SM )、广域(D)和小域(SD)三种光学结构;改性后煤沥青出现纤维结构,煤沥青的残碳率显著提高.因此,改性后的煤沥青有望作为优质的炭材料基体前驱体. 关键词 4 M B,煤沥青,改性,中间相,微观结构 中图分类号 T Q522 65 0 引 言 炭/炭复合材料(以下简称C/C)是新材料领域中重点研究和开发的一种新型超高温材料,它不仅具有炭石墨材料的固有性能,还兼有炭纤维复合材料的良好性能,具有比重轻、模量高、比强度大、热膨胀系数低、耐高温、耐热冲击、耐腐蚀、吸振性好和摩擦性好等一系列优异性能,已经在汽车工业、医疗卫生、体育、渔业、航天航空等多种领域广泛应用,其中在航天航空领域尤为重要.但是,C/C 制造工艺复杂、设备操作困难,导致周期长、成本高和产品性能稳定性差,大大限制了其进一步发展.因此,研究低成本、高性能的C/C 已受到世界各国的普遍关注. 由于煤沥青具有资源丰富、价格低廉和含碳量高等优点,常被用来作为C/C 用基体前驱体,这就要求煤沥青不仅要有良好的工艺性,而且要有优良的耐热性,同时残碳的各向异性也是追求的目标.李铁虎等曾用三聚甲醛改性煤沥青.本文采用对甲基苯甲醛改性煤沥青,既大大提高了沥青的残碳率,又有望生成易石墨化碳. 1 实验部分 1.1 原料 煤沥青:工业品,武钢焦化厂生产,其性能指标见表1;4 M B:化学纯,西安化学试剂厂生产;对甲苯磺酸:分析纯,中国五联化工厂生产.表1 煤沥青的性能指标T able 1 Pro per ties of coa l tar pitch M C/H SP/ BI/%QI/% /(g cm -3) 470 1.56 82.0 12.16 9.56 1.30 Note: M !!!Average m olecu lar w eight;SP !!!S oftening point. 1.2 对甲基苯甲醛改性煤沥青 将中温煤沥青粉碎至0 1m m 以下,然后与对甲苯磺酸按一定比例混合装入三口烧瓶,100 之前自由升温,从升温开始通入Ar,流量为50mL/min,100 之后以5 /m in 的速度升温至指定温度,开始滴加4 MB 等,并在指定温度下反应1h~6h,取出后快速冷却,即为改性沥青.1.3 改性煤沥青的热解 把改性后的煤沥青分别放入直径25m m,长200m m 的石英管中,盐浴,通氮气保护,分别以2 /min 的速率升温至预定温度(200 ,250 ,300 ,350 ,400 ,450 ,500 ),冷却后取样.1.4 性能测试 光学结构分析.仪器型号:OLYPUM S -B061型光学显微镜.热解产物用硫磺包埋后,经磨片、抛光后制得样片. 扫描电镜分析(SEM ).仪器型号:AMRY 公司AM RY-1000B 型扫描电镜. 热重分析(TGA ).仪器型号:PERKIN EL M ER 型热解重量分析仪.在N 2的保护下分析改性
涤纶-TPU涂层织物界面性能研究进展
涤纶－ＴＰＵ涂层织物界面性能研究进展 周长城李忠东王兆军鞠国良 总后建筑工程研究所，陕西西安７１００３２ 摘要：涤纶织物表面惰性是制约涤纶－ＴＰＵ涂层织物复合牢度的重要因素，纤维及织物表面改性是改善涂层与织物界面结合效果的有效措施。在分析涤纶－ＴＰＵ涂层织物界面结合强度影响因素的基础上，综述了国内外涤纶织物表面改性的研究进展，以及涂层织物研究中常用的研究方法及技术手段。 涤纶；热塑性聚氨酯；涂层织物；界面 ＴＳ１０１．９２３Ａ１６７２－２１９１ （２０１１ ）０４－００５３－０５ ２０１１－０２－２２ 周长城（１９８０－），男，工程师，主要从事ＴＰＵ涂层织物的研究。 ｊｇｓｚｃｃ＠１６３．ｃｏｍ
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＠＠［１］沃尔特?冯．涂层和层压纺织品［Ｍ］．顾振亚，牛家嵘， 田俊莹，译．北京：化学工业出版社，２００６． ＠＠［２］杨如馨．涤纶织物涂胶复合工艺研究［Ｃ］／／第六届全国 印染后整理学术研讨会论文集．青岛，２００２：１５－１９． ＠＠［３］张翠玲，赵国，宋立丹，等．涤纶表面改性研究的进展 ［Ｊ］．涤纶工业，２００７，２０（６）： ５－８．＠＠［４］别图霍夫．涤纶织物［Ｍ］．张中岳，译．北京：中国工业 出版社，１９６４． ＠＠［５］徐正宁．涤纶工业丝及其车用帘子布的现状与发展［Ｊ］． 合成纤维工业，２００３，２６（４）： １－４． ＠＠［６］赵艳敏．涤纶纱线染色中低聚物的危害及去除剂的研 制与应用［Ｊ］．宁波化工，２００７（１）： １０－１３． ＠＠［７］李忠东．防霉变可压延ＴＰＵ材料设计及制备工艺研究 ［Ｄ］．西安：西安交通大学，２００９． ＠＠［８］程贞娟．改性涤纶仿真丝织物的碱处理［Ｊ］．纺织学报， １９９７，１８（１）： ３４－３９． ＠＠［９］ 白秀娥，秦志忠，张巧莲，等．改性涤纶碱胺同浴碱处 理［Ｊ］．合成纤维，２００３（９）： １０－１２． ＠＠［１０］ Ｍａｔｔｈｅｗ Ｄ Ｐ， Ｗｉｌｌｉａｍ Ｃ Ｑ， Ｍａｒｔｉｎ Ｊ Ｂ， ｅｔ ａｌ． Ｍｏｄｉ ｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ（Ｄａｃｒｏｎ） ｖｉａ ｄｅｎｉｅｒ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ： ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ， ｗｅｉｇｈｔ， ａｎｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｂｉｎｄｉｎｇ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ， １９９５， ６： ２８９－２９９． ＠＠［１１］马丕波，徐卫林，黄丽，等．电晕处理对涤纶纱线上浆 性能的影响［Ｊ］．纺织学报，２００９，３０（４）： ７４－８２． ＠＠［１２］ Ｅｎｉｋｏ Ｆ， Ａｎｄｒａ Ｓ Ｔ， Ｅｒｉｋａ Ｋ． Ｓｕｒｆａｃｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｃｏ ｒｏｎａ－ｄｉｓｃｈａｒｇｅ－ｔｒｅａｔｅｄ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｆｉｌｍｓ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２０００， ７６：１ ５２９－１ ５４０．＠＠［１３］唐晓亮，任忠夫，李驰，等．常压等离子体表面改性涤 纶织物［Ｊ］．纺织学报，２００７，２８（８）： ６３－６５， ７４． ＠＠［１４］ Ｍａｒｃｅｌ Ｓｉｍｏｒａ， Ｊｏｚｅｆ Ｒａｈｅｌ， Ｍｉｒｋｏ Ｃｅｒｎａ． Ａｔｍｏｓｐｈｅｒ ｉｃ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｌａｓｍａ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｎｏｎｗｏｖｅｎ ｆａｂｒｉｃｓ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｐｌａｔｉｎｇ［Ｊ］． Ｓｕｒｆａｃｅ ＆ Ｃｏａｔｉｎｇｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２００３， １７２（１）： １－６ ＠＠［１５］ Ｗａｔａｎａｂｅ Ｈｉｒｏｓｕｋｅ， Ｍａｋｉｎｏ Ｓｈｏｊｉ， Ｋｕｒｏｄａ Ｔｏｓｈｉｍａｓａ． Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ａｎ ａｄｈｅｓｉｖｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｆｉｂｅｒ ｃｏｒｄ： ＵＳ， ６５２８１１３［Ｐ］． ２００３． ＠＠［１６］ Ｌａｎｇｅｒ Ｈｅｉｍｏ Ｊ， ＭｃＫｌｌｉｐ Ｗｉｌｌｉａｍ Ｊ． Ｂｏｎｄｉｎｇ ｏｆ ｒｕｂ ｂｅｒ ｔｏ ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ： ＵＳ， ４１８７３４９［Ｐ］． １９８０．＠＠［１７］ Ｚａｖｉｓｚａ Ｄａｎｉｅｌ Ｍ． Ａｄｈｅｓｉｏｎ ｏｆ ｔｅｘｔｉｌｅ ｃｏｒｄｓ ｔｏ ｒｕｂｂｅｒ ｕｓｉｎｇ ａ ｂｕｔａｄｉｅｎｅ－ｓｔｙｒｅｎｅ ｖｉｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ ｒｕｂｂｅｒ ｌａｔｅｘ ａｎｄ ａｎ ａｌｄｅｈｙｄｅ ｃｏｎｄｅｎｓａｌｅ－ｇｌｙｏｘａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｍｉｘｔｕｒｅ： ＵＳ， ４２６３１９０［Ｐ］． １９８１． ＠＠［ １８］ Ｓｏｌｏｍｏｎ Ｔｈｏｍａｓ Ｓ． Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｒｄ ｆｏｒ ｂｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ｒｕｂｂｅｒ： ＣＡ， １２４１７８７［Ｐ］． １９８８． ＠＠［１９］陈铁均，唐威．涤纶帘帆布浸胶胶液：ＣＮ，１３５２３３３［Ｐ］． ２００２． ＠＠［２０］袁爱春，胡祖明，刘兆峰，等．一种改进涤纶帘子线与 橡胶粘合的浸胶配方及制备方法：ＣＮ，１００９９９８６８［Ｐ］． ２００７． ＠＠［２１］宋月贤，郑元锁，王有道，等．涤纶织物与橡胶的粘合 研究［Ｊ］．西安交通大学学报，１９９８，３２（１）：１０４－１０６． ＠＠［２２］王沛喜．涤纶帘子布浸渍用胶粘剂［Ｊ］．中国胶粘剂， ２００５，１４（１）： １２－１６． ＠＠［２３］许其军，姚峻，程辉，等．涤纶浸胶用封闭异氰酸酯的 性能及应用［Ｊ］．产业用纺织品，２００２（６）：３７－３９． ＠＠［２４］狄剑锋．表面处理对涤纶润湿性及可染性的影响［Ｊ］． 纺织学报，２００５，２６（４）： ４９－５３．
聚丙烯纤维表面改性研究
聚丙烯纤维表面改性研究 聚丙烯纤维的表面改性提高了玻化微珠复合保温材料力学强度和软化系数，但纤维表面处理方式的增强效果明显不同，下面是推荐的一篇探究聚丙烯纤维表面改性的论文范文，供大家阅读参考。 以玻化微珠为轻质骨料，水泥、石膏和粉煤灰等胶凝材料为主要原料，经模压成型制备的玻化微珠无机保温材料，其密度与力学强度要求往往不能兼顾.在此体系中引入增强纤维，可以使保温材料在较小密度下具有较高强度，且适宜掺量的增强纤维不会对保温材料的密度和导热系数有较大影响. 聚丙烯纤维是一种柔性纤维，在水泥砂浆和混凝土制品中有着出色的阻裂效果[1-2],但聚丙烯纤维表面能低，表面不含任何活性基团，往往影响其应用效果.对聚丙烯纤维表面进行适当改性，可增强其与水泥等无机胶凝材料的界面结合力，提高复合材料的力学强度. 1试验 1.1原材料 玻化微珠：山东创智新材料科技有限公司产Ⅱ类玻化微珠，其主要性能指标见表1;聚丙烯纤维(PP)：四川华神化学建材有限责任 公司产，其基本性能指标见表2;水泥：中联水泥厂产42.5R快硬硫 铝酸盐水泥;粉煤灰：华电国际邹县发电厂Ⅰ级粉煤灰，符合GB/T 1596-xx《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的各项要求;醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(简称VAE乳液)：南京丹沛化工有限公司产，固含量(文中涉及的固含量、浓度和掺量等除特别注明外均为质量分数)55.5%;
聚乙烯醇缩甲醛胶，固含量3.38%;建筑石膏粉：0.2mm方孔筛筛余量8.7%,初凝时间5min,终凝时间26min;氢氧化钠：分析纯化学试剂，NaOH含量≥96%. 1.2聚丙烯纤维表面改性处理 碱处理：取适量聚丙烯纤维放入浓度为5%的NaOH溶液中浸泡 8h后取出，用蒸馏水洗净表面，晾干备用. 包覆改性处理：将碱处理后的聚丙烯纤维放入VAE乳液稀释液(m(VAE乳液)∶m(水)=1∶1)中搅拌浸泡20min,取出纤维并压挤出多 余液体，物理分散、烘干后待用. 1.3试验方法 按m(玻化微珠)∶m(聚乙烯醇缩甲醛胶)∶m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(石膏)=1.00∶1.00∶0.80∶0.20∶0.08,准确称量各物料. 聚丙烯纤维掺量与相应的试样编号见表3,其中P组为掺加未改性聚丙烯纤维的复合保温材料试样、A组为掺加碱处理聚丙烯纤维的试样、C组为掺加VAE乳液包覆改性聚丙烯纤维的试样. 先将玻化微珠、聚丙烯纤维、水泥、粉煤灰和石膏混合均匀， 聚乙烯醇缩甲醛胶通过喷射枪以雾化状态均匀喷射到混合料中，再将混合料倒入500mm×300mm×80mm的模具中整平，并在0.47MPa压力 下模压成型，1h后脱模，得到500mm×300mm×50mm的保温板材. 在20℃,相对湿度95%的条件下养护3d后，将保温板材放入60℃电热鼓风干燥箱中烘干备用.
煤沥青的改性及其机理研究进展
煤沥青的改性及其机理研究进展* 张文娟,李铁虎,赵廷凯,侯翠岭,党阿磊 (西北工业大学材料科学与工程学院,西安710072) 摘要 煤沥青具有资源丰富、价格低廉等优点,但其残炭率低,可以通过改性来提高其残炭率。简要介绍了改性煤沥青的制备方法及近几年来国内外改性煤沥青的发展状况,并探讨了其机理。由于煤沥青组成复杂,并不能知道其确切的反应机理,只能根据测试结果提出其可能的改性机理。关键词 煤沥青 改性 机理 Research Advances in Modification of Coal Tar Pitch and Its Mechanism ZHAN G Wenjuan,LI T iehu,ZH AO Tingkai,HOU Cuiling,DANG Alei (Schoo l of M aterials Science and Engineering ,N o rthwester n P olytechnical U niver sity,Xi an 710072)Abstract Coal ta r pitch is abundant and cheap,but it s car bo n y ield is low.T he carbon y ield can be impr oved by modificat ion of coal tar pitch.T he pr epar atio n met ho d and the pro gr ess o f modificat ion of coal tar pitch in r ecent year s are summar ized.Further mo re,the mechanism of the modificatio n of co al tar pitch is discussed.A ltho ug h the exact mechanism o f modification can not be kno wn fo r its com plex co mpo sitio n,the po tential mechanism can be o b tained thro ug h the test r esults. Key words co al tar pitch,modificatio n,mechanism *西北工业大学研究生创业种子基金资助项目(Z2010008) 张文娟:女,1981年生,博士生,主要从事沥青改性及炭材料研究 T el:029 ******** E mail:zhangw j_312@https://www.360docs.net/doc/e36479057.html, 炭材料是指选用石墨或者无定型碳作为主要固体原料,辅以其他原料通过特定生产工艺而制得的无机非金属材料。现代炭材料品种繁多,其综合性能非常优异,被广泛应用在 冶金、机械、航空航天和半导体等工业领域[1] 。但由于炭材料制造工艺复杂、设备操作困难,导致周期长、成本高、产品的性能稳定性差,大大限制了其进一步发展。因此,研究低成本、高性能的炭材料,已受到世界各国的普遍关注。然而,研制综合性能优良的基体前驱体是研制低成本、高性能炭材料的关键所在[2]。煤沥青是一种组成与结构非常复杂的混合物,它的确切成分尚不清楚,但其基本组成单元是多环(三环以上)、稠环芳烃及其衍生物。与其它物质相比,煤沥青具有资源丰富、价格低廉、含碳量高、流动性好、易石墨化等优点[3] ,因此,煤沥青常用来作为炭材料用基体前驱体。但是,由于未经改性的煤沥青残炭率较低,炭化时产生较多的挥发 性组分,致使炭材料出现大量的孔隙[4] ,必然对炭材料的性能产生很大影响,使炭材料的密度下降、机械强度降低、电阻率增大、导电性变差、耐氧化能力降低。为了消除这些孔隙,获得一定密度要求的炭材料,需要经过多次浸渍/炭化工艺,势必耗费大量的时间、物力和财力。如果提高煤沥青的残炭率和高温流变等性能,则能减少浸渍/炭化次数,降低炭材料的制造成本。为此,有必要对煤沥青进行改性。 本文简要介绍了煤沥青的性质、组成及其种类,概述了改性煤沥青的制备方法及近几年来国内外改性煤沥青的发展状况,并对其机理进行了探讨。 1 煤沥青 1.1 煤沥青的性质 煤沥青,全称煤焦油沥青(Coal t ar pit ch,CT P),是煤焦油蒸馏提取馏分(如轻油、酚油、萘油、洗油和蒽油等)后的残留物。煤焦油是生产炼铁用冶金焦或生产民用煤气时作为煤高温干馏的副产物得到的。煤沥青是煤焦油加工过程中分离出的大宗产品,随蒸馏条件的不同,其产率一般为50%~60%。煤沥青常温下为黑色固体,无固定的熔点,呈玻璃相,受热后软化继而熔化,密度为1.25~ 1.35g/cm 3。煤沥青具有稳定的性能,在炼钢、炼铝、耐火材料、炭素工业、筑路及建材等行业有着广泛的应用。 1.2 煤沥青的组成 煤沥青的组成极为复杂,是多种组成的共熔混合物。已查明的化合物有70余种,大多数为三环以上的多环芳烃,还含有O 、N 、S 等元素的杂环化合物和少量高分子炭素物质。这些化合物中,约1/2带有基团,有甲基、羰基、酚羟基、亚氨基、巯基和苯基等。沥青组成既与炼焦煤性质及其杂原子含量有关,又受到炼焦工艺制度和煤焦油蒸馏条件的影响[5]。与其它物质相比,煤沥青具有资源丰富、价格低廉、含碳量高、流动性好、易石墨化等优点,因此,煤沥青常常用来作为炭材料的基体前驱体。 鉴于煤沥青化学组成的复杂性,常用溶剂组分分析法来 表征它的特性[5] ,即将煤沥青分离为若干具有相似化学、物
我国粉煤灰利用现状
我国粉煤灰综合利用现状与展望 郝小非1 饶先发2 李明周2 (1.中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，郑州，450006;2.江西理工大学，江西赣州，341000) 摘要：粉煤灰是我国固体废弃物污染的主要来源，它严重污染着环境，其资源优化利用一直都是我国政府和专家关注的对象，本文结合粉煤灰的基本性质和组成，重点介绍了粉煤灰在我国矿产资源综合利用方面的研究现状。 关键词：粉煤灰性质现状 粉煤灰是发电厂与各种燃煤锅炉排放的一种固体废弃物，据统计我国粉煤灰年排放量高达2亿吨，且每年都在递增，是工业废渣中产量最大的一种废渣。不仅污染了环境还占用大量土地，造成的环境问题已相当严重。因此对粉煤灰治理是刻不容缓的，其综合利用可以化害为利，变废为宝，从而实现经济和社会的协调发展，具有十分重要的现实意义和深远的历史意义。 1.粉煤灰的综合利用回顾 长期以来我国利用粉煤灰主要是回填低洼地、矿井、煤矿塌陷区、砖厂的土坑等，此方法不需任何技术，方法简单，但易造成二次污染，利用效益较低。二十世纪八十年代后，各科研院所加大了对粉煤灰的研究开发和综合利用，将其在建筑材料方面的应用列为重点研究对象，认为其具有较高的化学内能和火山活性，是一种性能优良的水泥、混凝土的掺合料和特优的辅助性胶凝材料；其在建材制品、筑路工程方面的应用也迅速扩大。但往往也存在着很多缺点；利用粉煤灰配制混凝土既节省材料且性能优良，但需要粉煤灰的技术经济指标较高，况且掺量较少；利用粉煤灰制粉煤灰水泥既节省材料且掺量可达75%，但往往增加水泥的需水量，影响水泥强度及其水泥制品的耐久性。利用粉煤灰生产烧结砖和蒸养砖，具有能耗低、工艺简单、不产生二次污染、导热系数小、重量轻等特点，但抗冻融能力差，应用有限。 近年来，国家加大了对粉煤灰综合利用的引导、鼓励和给与相应企业的优惠政策，特别是随着《粉煤灰综合利用政策》的颁布，粉煤灰已在建材、建工、农业、材料、环境保护等其它领域得到应用和扩展，至今，我国粉煤灰综合利用技术有近200项，得到实施应用的有近70项。用于建材制品方面约占粉煤灰利用总量的35%，道路施工约占20%，农业应用约占15%，填充材料约占15%，建筑工程约占10%，提取矿物和高值利用约占5%[1]。 2.粉煤灰的物理、化学性质 粉煤灰是以富铝玻璃体存在，是多种矿物高分散度单体颗粒的集合体，具有颗粒小、比表面积大、孔隙率高、活性高、吸附能力强等特点，物相组成主要有石英、磁铁矿、莫来石、玻璃体和少量碳等。在显微镜下观察粉煤灰，可以看到一些大小不等的圆球形和形状不规则的非球体颗粒，密度为2-2.3g/cm2，松散干容重550-800kg/cm3,比表面积270-350m2/g, 孔隙率60-75%，强度可达7000kg/m2;分析我国30家大型发电厂粉煤灰的组成见表1[2]；由于其具有的独特的理化性质，使其具有颗粒小、比面积大、孔隙率高、活性高、吸附能力强等特点；及其较高的应用和研究价值。 粉煤灰的化学成分(%) 名称烧失量SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO R2O SO3 含量3~20 43~56 4~10 20~35 0.5~1.5 0.6~2.0 1.0~2.5 0.3~1.5 3.粉煤灰综合利用现状 3.1粉煤灰制泡沫玻璃 泡沫玻璃是一种新型的环保建筑节能材料,它是以碎玻璃、粉煤灰为主要原料,在加入发泡剂、改性剂、促进剂、稳泡剂之后经过细碎粉磨,形成配合料,再经过低温预热、高温溶融、发泡、稳泡、退火等工序而制成的一种无机非金属特种玻璃材料。其内部充满了无数微小均匀的连通或封闭气孔,是一种性能良好的保温隔热和吸音材料。方荣利等人[3]以配合料配合比m(粉煤灰)：m(碎玻璃):m(石灰石):(磷酸钠或硼 酸)=35:53.5:10:1.5,配合料细度控制在0.8mm方孔筛筛余小于5%，成型压力3～5MPa,以10～20℃/min 速率升温至850℃，发泡60min,再升温到950℃，烧结60min,精心退火，即得泡沫玻璃。生产的粉煤灰泡沫玻璃以其无机硅酸盐材质和独立的封闭微小气孔结构,集传统保温隔热材料优点于一身,具有容重低、强度
改性粉煤灰对亚甲蓝的吸附及再生性能研究
第33卷第1期非金属矿Vol.33 No.1 2010年1月 Non-Metallic Mines January, 2010 粉煤灰是火力发电厂排放的固体废弃物，主要成分为SiO2、A12O3、Fe2O3、CaO，由于表面结构致密，使其直接用于吸附效率低，在水处理时投放量大，且原灰灰水分离率低[1]，这样就必然会带来后续处理工作繁琐、劳动量增大等问题，因此限制了传统的粉煤灰在水处理中的大规模应用。实验证明，对粉煤灰进行不同类型的改性可改善或提高其吸附性能。近年来，国内外关于改性粉煤灰处理废水的实验研究很多，主要集中在改性剂种类、改性及吸附条件的选择方面，有关机理、吸附剂再生等方面的报道所见较少。本试验用盐酸为改性剂制得改性粉煤灰，并以此处理含亚甲蓝的实验废水，吸附后的粉煤灰用稀盐酸进行再生处理。通过其改性、吸附、再生条件的确定，探讨其改性、再生机理等问题。为实现粉煤灰资源的循环利用，使其真正资源化提供一条新的思路；同时也为排放量较少的实验废水处理找到一种廉价的原料。 1?实验部分 1.1 原料实验原料粉煤灰采自信阳华豫电厂，其化学成分组成（wt%）为：SiO2，54.20；Al2O3，26.30；Fe2O3，6.30；CaO， 2.79；K2O，1.03；TiO2，0.77；Na2O，0.26；SO3， 0.71 。1.2 试剂与仪器 试剂：盐酸，分析纯，信阳市帝昊化工有限公司；亚甲蓝，分析纯，北京化工厂。 仪器与设备：D8advanc型X-射线粉末衍射仪，德国Bruker公司；IR100/200红外光谱仪，北京纳克分析仪器有限公司；JJ-1 定时电动搅拌器，江苏金坛市中大仪器厂；电子恒温水浴锅，北京伟业仪器有限公司；TH2-82 型恒温振荡器，江苏大仓医疗器械厂；723OG 紫外可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司。 1.3 实验方法 1.3.1 酸改性粉煤灰混凝剂的制备：取 165g粉煤灰置于1000mL的烧杯中，加入 750mL浓度为 2.0mol/L 的盐酸溶液，常温下搅拌反应3h左右。反应后的粉煤灰和浸取液一起烘干碾碎即得改性粉煤灰。 1.3.2 粉煤灰结构表征：利用X-射线衍射仪（扫描速度为 8。/min，CuKa，辐射λ=0.15418nm）和红外光谱仪分析粉煤灰的晶相结构及表面-OH、Si-O-Si等基团酸改性后的变化情况。 1.3.3 粉煤灰对废水的处理：在250mL 的锥形瓶中加入自制、浓度为58mg/L的亚甲蓝模拟废水100mL，在不同的粉煤灰用量、震荡时间、pH值及不同吸附温度下进行吸附处理，过滤后取上层清液，用分光光度 改性粉煤灰对亚甲蓝的吸附及再生性能研究 曹书勤1*?夏新奎2?肖?伟1?朱家春1 （1 信阳师范学院，河南信阳464000；2 信阳农业高等专科学校，河南信阳464000） 摘?要?用浓度为2.0mol/L的盐酸，在常温、酸灰质量比为1∶3的条件下对粉煤灰进行改性，改性后作为实验废水中亚甲蓝的吸附剂。当改性粉煤灰用量为50g/L、温度为30℃、pH值为8时，亚甲蓝的去除率可达98%左右。用0.5mol/L 的HCl对吸附后的粉煤灰进行再生实验，效果良好。再生粉煤灰对亚甲蓝的去除率仍能达到96%左右。 关键词酸改性粉煤灰实验废水吸附再生 中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1000-8098(2010)01-0064-04 Study on Absorption and Regeneration of Modified Fly Ash to Methylene Blue Cao Shuqin1*Xia Xinkui2Xiao Wei1Zhu Jiachun1 (1 Xinyang Normal University, Xinyang 464000; 2 Xinyang Agricultural College, Xinyang 464000) Abstract The use of modified fly ash absorbing the methylene blue of laboratorial wastewater has been studied. The modified fly ash was prepared when the concentration of hydrochloric acid was 2.0mol/L,modified temperature was at room temperature and the mass ratio of acid to fly ash was 1∶3. The results showed that the removal rate of methylene blue was about 98% when the amount of fly ash was 50g/L and pH value was 8 at 30℃. The effects was favorable and the removal rate of methylene blue could still reach to about 96% when using the regenerative modification fly ash which was prepared by the 0.5mol/L hydrochloric acid. Key words acid modified fly ash laboratorial wastewater adsorption regeneration 收稿日期：2009-11-27 *通讯联系人，E-mail: xycshq@https://www.360docs.net/doc/e36479057.html,。 - 64 -
一文了解粉煤灰超细粉碎设备及工艺
一文了解粉煤灰超细粉碎设备及工艺 超细粉碎是提高粉煤灰的活性和附加值的重要手段，其粒度越细，水化活性就越高，应用价值也就越高，实践表明： o15~10μm的超细粉煤灰可广泛用于高性能绿色混凝土； o10μm左右的超细粉煤灰可广泛替代无机或矿物填料； o5μm左右的超细粉煤灰经表面改性后可以替代部分炭黑。 1、粉煤灰超细粉碎设备 球磨机是工业中普遍应用的一种粉磨设备，具有很大的灵活性和市场适应能力。粉煤灰的超细粉碎可采用球磨机加高细度分级系统实现。 振动磨是一种高效率的粉磨设备，粉磨后颗粒球形度较好，颗粒分布较为连续，但能耗偏高。 冲击式粉碎机加分级系统也可用于粉煤灰的超细粉碎加工，但处理量较小。 蒸汽动力磨是采用电厂过热蒸汽作为粉碎动能介质，通过拉瓦尔喷嘴形成超音速气流，带动物料高速碰撞、剪切，整个过程在140℃左右下完成。
2、粉煤灰超细粉碎工艺 粉煤灰的粒度及颗粒形貌决定其应用性能，根据粉煤灰的理化特性及其成品细度要求选择合适的磨细工艺，是决定磨细灰的经济价值和加工成本的重要环节。 粉煤灰磨细加工工艺流程可分为开路和闭路两种系统，目前国内多采用开路系统。 典型的粉煤灰超细粉碎工艺 （1）粉煤灰开流高细磨粉磨工艺 采用开流高细磨磨细粉煤灰，通常可利用水泥磨改造形成高细磨的结构特征，并配用小规格研磨体进行粉磨。粉煤灰经电子秤计入磨，出磨即为成品。 该工艺虽然简单，有利厂操作和节省生产投资，但由于粉煤灰比重轻，入磨粒度小且含有大量细粉，往往容易异致过粉磨，使得大部分微珠的原始形貌
破坏严重，需水量增加，或者使产品研磨时间不足而容易跑粗，细度难以控制，质量不稳定，产品电耗也较大。 （2）粉煤灰闭路管磨机粉磨工艺 闭路粉磨工艺对管磨机的要求主要是从仓位、隔仓板结构参数及分选系统进行适当改进。粉煤灰经电子秤入磨，出磨半成品经提升机送入选粉机分选细粉即为成品；粗灰返回磨机与新给料混合再次进行粉磨-分选循环。 该工艺较好地解决了开流工艺的一些不足，但仍存在颗粒形貌破坏严重导致产，产品需水量增力的问题，生产工艺也较之复杂，综合电耗偏高。 （3）粉煤灰半终粉磨工艺 半终粉磨是将粉煤灰原灰首光进入选粉机分选，选出的细灰由收尘器收集为成品，粗灰则返回磨机与新给料混合再次进行粉磨-分选循环。