電解錳渣多孔陶瓷材料的制備與性能研究.pdf

1、隨著電解錳行業(yè)的快速發(fā)展，電解錳渣的排放量極大。大量的電解錳渣不僅占用了大片的土地，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。此外，電解錳生產(chǎn)過程中排放的重金屬?gòu)U水造成的重金屬污染的問題也日益嚴(yán)重。因此，如何很好地處理電解錳渣和解決電解錳生產(chǎn)廢水的重金屬污染問題己成為電解錳行業(yè)和環(huán)保領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)和面臨的一大難題。本文探討了以電解錳渣為骨料，采用添加造孔劑方法和模壓成型的方式制備出性能優(yōu)異的多孔陶瓷材料，并用于吸附去除廢水中的重金屬離子，探索了一條用簡(jiǎn)單工藝實(shí)

2、現(xiàn)電解錳渣高附加值綜合利用的新途徑。
　　 實(shí)驗(yàn)通過考察燒結(jié)溫度、成型壓力、造孔劑種類及用量和碳粉顆粒大小對(duì)多孔陶瓷材料性能的影響，研究了添加不同造孔機(jī)理的造孔劑制備的多孔陶瓷材料的造孔工藝。同時(shí)也研究了作為粘結(jié)劑的膨潤(rùn)土和高嶺土的粘結(jié)效果。通過實(shí)驗(yàn)，選擇了合適的造孔劑和粘結(jié)劑。以碳粉為造孔劑和以高嶺土為粘結(jié)劑制備的多孔陶瓷材料的綜合性能最好，以白云石為造孔劑制備的多孔陶瓷材料的抗壓強(qiáng)度很高。
　　 通過考察骨料粒度、燒

3、結(jié)溫度、保溫時(shí)間和成型壓力等因素與電解錳渣多孔陶瓷材料的氣孔率、吸水率、體積密度和抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系，得到實(shí)驗(yàn)室條件下單一造孔劑制備氧化錳渣多孔陶瓷材料的優(yōu)化條件為碳粉用量為20％，高嶺土的用量為5％，燒結(jié)溫度為1075℃，保溫時(shí)間為60min，成型壓力為4MPa，在此優(yōu)化條件下制備的氧化錳渣多孔陶瓷材料氣孔率68.86％，吸水率為66.19％，體積密度為1.05g/cm3，抗壓強(qiáng)度為5.44MPa。單一造孔劑制備碳酸錳渣多孔陶瓷材料的

4、優(yōu)化條件為碳粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％、高嶺土的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％、燒結(jié)溫度為1095℃、保溫時(shí)間為60min和成型壓力為4MPa，在此優(yōu)化條件下制備的碳酸錳渣多孔陶瓷材料氣孔率為63.84％，吸水率為62.43％，體積密度為1.06g/cm3，抗壓強(qiáng)度為4.78MPa。
　　 通過正交試驗(yàn)優(yōu)化配方和制備工藝控制復(fù)合造孔劑制備氧化錳渣多孔陶瓷材料的氣孔率和抗壓強(qiáng)度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，造孔劑用量、燒結(jié)溫度對(duì)復(fù)合造孔劑制各的多孔陶瓷材料的氣孔率影響

5、最大，其次是高嶺土用量;再次是成型壓力。最優(yōu)配方與工藝參數(shù)為:高嶺土用量5％，造孔劑碳粉用量20％，白云石用量為7.5％，燒成溫度為1100℃，成型壓力為3MPa，混合料中水分的含量10％，保溫時(shí)間為60min。在此試驗(yàn)條件下復(fù)合造孔劑制備的氧化錳渣多孔陶瓷材料的氣孔率69.79％，體積密度0.97g/cm3，吸水率69.38％，抗壓強(qiáng)度為6.98MPa。
　　 XRD檢測(cè)結(jié)果表明電解錳渣多孔陶瓷材料以鈣長(zhǎng)石、莫來石、石英、透輝

6、石、錳鐵尖晶石等為主要物相組成，提高了多孔陶瓷材料的強(qiáng)度;錳元素嵌入錳鐵尖晶石和硫化錳晶格中，成為晶體的一部分，實(shí)現(xiàn)了錳渣的無害化處理。斷面SEM形貌圖分析表明，所制備的多孔陶瓷材料氣孔多且孔分布均勻、孔徑尺寸小，且孔結(jié)構(gòu)是三維連通的。
　　 本文以多孔陶瓷材料為吸附劑對(duì)含有Cu2+、Mn2+、Zn2+、pb2+和Cr6+的模擬重金屬?gòu)U水進(jìn)行處理，考察了不同理化性能的多孔陶瓷材料對(duì)重金屬離子的吸附效果的影響。結(jié)果表明，電解錳渣多