煤炭科学技术

作者：李雅涛, 樊玉萍, 董宪姝, 姚素玲, 薛鸿霏, 郭嘉奇, 何梓豪,

关键词：浮选尾煤, 地质聚合物, 热活化, 碱激发, Pb(Ⅱ),

为将排放量巨大的煤基固体废弃物尾煤资源化合理利用，以浮选尾煤为原料，通过热活化-碱激发法制备了尾煤基地质聚合物(Tail Coal Based Geopolymer，TGP)。考察了热活化温度对TGP吸附Pb(Ⅱ)容量的影响，通过SEM、XRD、FTIR、BET等材料表征分析了TGP的物理化学性质，并进行了TGP对Pb(Ⅱ)吸附行为的探讨。结果表明：800 ℃热活化后的TGP对Pb(Ⅱ)吸附效果最佳，吸附量达228.57 mg/g，远高于原尾煤的吸附量64.48 mg/g，是原煤的6倍；在第六次使用后所有TGP的吸附量均达到最高吸附量的80%以上；当活化温度在600 ℃以下时，尾煤中的硅铝利用率较低，当活化温度达到600 ℃以上时，TGP全部转化为非晶态物质，硅铝元素得到充分利用；浮选尾煤以粒径大小不一，结构疏散的不规则颗粒为主，尾煤表面粘附着很多粉末状颗粒，经热活化-碱激发法改性后，原尾煤结构消失，呈现粗糙疏松的凝胶状；在温度为800 ℃时已经脱出羟基、晶体结构被破坏、产生相变，在1 104 cm-1处的吸收峰是属于Al-O/Si-O不对称伸缩振动，在683 cm-1及以下的吸收峰是由于四面体结构中TO(T=Si或Al)键的对称伸缩和弯曲振动引起，该峰标志着地质聚合物凝胶的形成；TGP的比表面积相较于原尾煤增大了9倍；TGP对Pb(Ⅱ)的吸附符合准二级动力学模型，等温吸附符合Langmuir模型，TGP对Pb(Ⅱ)的吸附是吸热自发过程。综上，浮选尾煤制备TGP具有原料利用率较高，孔隙结构较发达，吸附性能较好等优点，具有良好的潜在工业应用价值。

来源：2022年第8期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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