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廢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，探索了一條用簡單工藝實

2、現(xiàn)電解錳渣高附加值綜合利用的新途徑。
　　 實驗通過考察燒結(jié)溫度、成型壓力、造孔劑種類及用量和碳粉顆粒大小對多孔陶瓷材料性能的影響，研究了添加不同造孔機理的造孔劑制備的多孔陶瓷材料的造孔工藝。同時也研究了作為粘結(jié)劑的膨潤土和高嶺土的粘結(jié)效果。通過實驗，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度很高。
　　 通過考察骨料粒度、燒

3、結(jié)溫度、保溫時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、體積密度和抗壓強度之間的關(guān)系，得到實驗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，抗壓強度為4.78MPa。
　　 通過正交試驗優(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度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，造孔劑用量、燒結(jié)溫度對復(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％，保溫時間為60min。在此試驗條件下復(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％，抗壓強度為6.98MPa。
　　 XRD檢測結(jié)果表明電解錳渣多孔陶瓷材料以鈣長石、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含有Cu2+、Mn2+、Zn2+、pb2+和Cr6+的模擬重金屬廢水進行處理，考察了不同理化性能的多孔陶瓷材料對重金屬離子的吸附效果的影響。結(jié)果表明，電解錳渣多