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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
机械化学改性对煤矸石内源重金属赋存形态及Cd,Cu和Pb吸附性能的影响
  • 30
  • 作者

    于一鸣 陈敏 朱建明 孙远

  • 单位

    安徽理工大学地球与环境学院浙江大学台州研究院深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室

  • 摘要
    机械化学改性作为一种具有成本低、对环境友好的常用改性方法,通常以球磨方式改变固体颗粒尺寸、晶格结构达到改性的目的。通过机械化学法对煤矸石进行改性,探究机械化学改性对煤矸石结构特征、内源重金属赋存形态及Cd(Ⅱ),Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)吸附性能的影响。结果表明:与煤矸石相比,机械化学改性煤矸石表面更加粗糙疏松,孔隙结构更明显。机械化学改性促进煤矸石内源重金属从可氧化态向弱酸提取态和可还原态转化,但其环境风险仍为低风险,具有作为环境功能材料的潜力。通过机械化学改性,煤矸石对Cd(Ⅱ),Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附性均显著提升,最大吸附量分别达到6.73 mg/g,5.69 mg/g和13.94 mg/g,并且吸附量随着溶液初始pH值(2~6)的升高而增加。机械化学改性煤矸石对Cd(Ⅱ),Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附过程符合准二级吸附动力学模型和Langmuir,Freundlich和Temkin吸附等温线模型,说明该吸附过程以化学吸附为主导。此外,机械化学改性煤矸石吸附Cd(Ⅱ),Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的机理主要为络合反应和静电吸附作用。综上所述,机械化学改性有效提升了煤矸石的吸附性能,对煤矸石内源重金属赋存形态及环境风险并未产生显著影响,为煤矸石安全有效利用提供科学依据和理论支撑。
  • 关键词

    煤基固废吸附剂重金属生态风险吸附机理

  • 文章目录


    0 引 言
    1 实验部分
    1.1 供试材料
    1.2 研究方法
    1.2.1 材料表征分析
    1.2.2 重金属赋存形态分析
    1.2.3 环境风险评价方法
    1.3 吸附试验
    1.4 数据处理
    2 结果与讨论
    2.1 机械化学改性对煤矸石形貌特征的影响
    2.2 机械化学改性对煤矸石内源重金属赋存形态及环境风险的影响
    2.3 机械化学改性对煤矸石吸附重金属性能的影响
    2.3.1 煤矸石对Cd(II),Cu(II)和Pb(II)的吸附能力
    2.3.2 初始pH值的影响
    2.3.3 吸附动力学研究
    2.3.4 吸附等温线研究
    2.4 吸附潜在机理
    3 结 论
  • 引用格式
    于一鸣,陈敏,朱建明,等.机械化学改性对煤矸石内源重金属赋存形态及Cd,Cu和Pb吸附性能的影响[J/OL].煤炭转化,1-15[2024-11-19].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1163.TQ.20241105.0954.002.html.
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