《煤炭科学技术》“煤基固废资源化利用”研究领域 | 热文精选

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《煤炭科学技术》“煤基固废资源化利用”研究领域 | 热文精选

来源：煤炭科学技术

为协助读者了解煤基固废资源化利用研究领域内的研究热点和前沿问题，促进学术交流与合作，编辑部整理了11篇《煤炭科学技术》2022年至今刊出的“煤基固废资源化利用”研究领域最受关注论文，以飨读者。

行业视野: 煤炭科学技术
类别; 49个
关键词; 64位
专家; 11篇
论文; 1602IP
点击量; 1816次
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粉煤灰基防渗注浆材料配比优选及其性能试验研究

作者(Author)：苗贺朝, 王海, 王晓东, 王皓, 许刚刚

摘要：防渗注浆是工程实践中用来解决复杂地质条件下突泥涌水问题的一项重要手段，其注浆封堵效果很大程度上取决于目标含水层基本情况、导水通道发育特征、注浆材料及注浆工艺的选取。粉煤灰作为大宗工业固体废弃物，具有特殊的物理和化学性能，将粉煤灰进行资源化利用，不仅可以减少环境污染、还可以提高粉煤灰经济效益。为了掌握粉煤灰基防渗注浆材料的工程性能，采用正交试验方法对粉煤灰-硅酸盐水泥混合胶凝材料进行了基础性能测试。通过极差与方差分析方法研究了水固比、水泥粉煤灰固相比、激发剂及温度4个因素对浆液的流动度、密度、结石率、析水率、初凝时间及终凝时间6项指标的影响规律。试验结果表明：水固比对浆液6项性能指标均有较大影响；固相比主要影响浆液流动度及凝结时间；掺入适量外加剂可以加快浆液凝结速率；升高温度有利于缩短浆液凝结时间、增大结石率和减小析水率。采用综合平衡分析法得到浆液优选方案：水固比为0.8∶1.0、固相比为30∶70，激发剂掺量为2%，温度尽量控制在15 ℃以上。将该优选方案在国内某露天煤矿地下帷幕截水综合技术研究与示范工程进行了初步应用，结果表明：浆液固结后形成连续完整的帷幕，从根本上切断了矿区地下水渗流补给通道，降低了矿坑水输排工作压力，保障了煤矿运行安全，节约了工程成本。

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煤炭科学技术

2022年第09期

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Pb掺杂尾煤基纳米TiO2的制备及光催化降解PAM废水的研究

作者(Author)：邢慧娟, 樊玉萍, 马晓敏, 董宪姝, 侯金瑛, 郭嘉奇, 裴伟伟

摘要：聚丙烯酰胺(PAM)作为一种高效絮凝剂被广泛应用于水处理过程，残留PAM解聚生成的丙烯酰胺单体(AM)已被列为Ⅱ A类致癌物，对其处理迫在眉睫。选用浮选尾煤(TC)为原料，通过碱激发制备出改性尾煤基体，采用水热法将纳米TiO2负载到改性尾煤基体，制备了尾煤基纳米TiO2复合材料(TiO2/TC)和Pb掺杂尾煤基纳米TiO2复合材料(Pb-TiO2/TC)。以PAM为目标污染物分析了TC、改性尾煤基体、TiO2/TC和Pb-TiO2/TC的光催化降解性能，通过XRD、SEM、UV-vis和BET对样品进行表征，结合高效液相色谱−质谱联用技术对降解产物的分析与研究，探究了PAM的降解机理。研究结果表明：TC呈不规则状态，表面较为粗糙；TiO2/TC的表面疏松，孔隙结构明显，细管状TiO2均匀包覆在改性尾煤基体表面；Pb-TiO2/TC的结构更加蓬松，改性尾煤基体负载着更多的细管状TiO2。TiO2/TC的禁带宽度为3.16 eV，Pb2+掺杂使Pb-TiO2/TC的禁带宽度减小到3.08 eV。TiO2的比表面积为286.66 m2/g，TiO2/TC和Pb-TiO2/TC的比表面积分别为360.33 m2/g和358.54 m2/g，较高的比表面积为反应提供更多活性位点，产生的吸附−催化协同效应显著提升光催化效率。TC和改性尾煤基体对PAM的降解效率分别为3.39%和4.68%，TiO2负载后的TiO2/TC和Pb-TiO2/TC对聚丙烯酰胺的降解率提升至38.92%和63.87%，经过5次循环使用后TiO2/TC和Pb-TiO2/TC的光催化性能基本保持不变。PAM的降解过程中大分子PAM断链变成小分子量PAM分子，进一步氧化分解为NO3−、丙烯酸、乙酰胺和乙酸等。

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煤炭科学技术

2023年第06期

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基于矿化反应过程三阶段划分的粉煤灰高效矿化方法研究

作者(Author)：于秋鸽, 尹希文, 樊振丽, 甘志超, 浮耀坤

摘要：粉煤灰由于含有钙镁等碱土金属氧化物导致其浆液呈碱性，直接充填井下采空区易污染地下水源。利用陕北矿区府谷电厂粉煤灰开展组分测试、浆液pH值特性测试及固碳降碱试验，基于浆液pH值与OH−浓度理论关系对粉煤灰固碳降碱反应过程进行阶段划分并提出两级耦合的粉煤灰高效矿化方法。研究结果表明：①粉煤灰含CaO、MgO、K2O等碱土金属氧化物，溶于水浆液呈高碱特性，浆液pH值随浆液浓度增大而增大，当粉煤灰浆液质量分数≥30%时，浆液pH值不受质量分数影响且粉煤灰碱土金属氧化物与水反应生成OH−速率较快，溶于水20 min，OH−浓度饱和；②粉煤灰与CO2发生矿化反应生成方解石型CaCO3，每1 kg粉煤灰可矿化封存29.57 g CO2；③粉煤灰与CO2发生矿化粉煤灰固碳降碱过程中pH变化曲线呈“倒S”型，按降pH速率分为慢速（I）、快速（II）、慢速（III）3个阶段，3个阶段的pH值分界点分别为11.39、7～8且第I阶段无法消除；④降pH与降碱不是同一概念，降碱指的是降浆液中OH−浓度，降pH第I阶段对应快速降碱阶段，降pH第II、III阶段对应深度降碱阶段；⑤决定粉煤灰固碳量的主要为降pH第I阶段，而非pH下降速率较大的第II阶段，第I阶段CO2利用率约为30.78%，第II、III阶段CO2总利用率约为9.04%；⑥基于粉煤灰固碳降碱过程阶段划分及反应装置降碱速率、容积的差异性，提出两级耦合的粉煤灰高效矿化方法。研究结果对分析粉煤灰固碳降碱机理，提高粉煤灰固碳降碱效率，促进粉煤灰处置工业化应用具有重要意义。

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煤炭科学技术

2024年第06期

129

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