利用河底淤泥制备轻质陶粒的研究

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1、利用河底淤泥制备轻质陶粒的研究ResearchonPreparationofLightweightCeramsitebyUsingSilt研究生：曹晓慧指导教师：宋学君副教授学科领域：材料学二〇一五年十二月分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文利用河底淤泥制备轻质陶粒的研究作者姓名：曹晓慧入学年份：2013年9月指导教师：宋学君副教授学科专业：材料学申请学位：工学硕士所在单位：材料科学与工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年1月答辩委员会主席：王宝民答辩委员会组成：王宝民王元王晴张巨松

2、徐长伟论文评阅人：硕士研究生学位论文摘要I摘要随着我国工农业的发展和城镇化进程的加快，工业废水、市政污水、禽畜废水及各种垃圾渗滤液以各种形式被排放到河道中造成大多数河道的污染日益严重，由此产生的污染的河底淤泥也日益增多。河底淤泥包含重金属在内的各种有毒物质，不仅会通过有害物质的二次释放造成水体污染的进一步恶化和对底栖生物的伤害，被清出的淤泥如果处置不当还会造成对陆地环境的污染。同时随着沿海地区海洋养殖业的发展，贝壳产量逐年增加，但目前贝壳的利用方式较单一，大量废弃贝壳堆积造成对周边环境的污染和对居民的困扰。因此，寻找底泥和贝壳的资源化途径是目前刻不容缓的艰巨

3、任务。河底淤泥的化学成分与粘土相似，贝壳的主要成分为碳酸钙，利用河底淤泥和贝壳制备陶粒是一种可行性较高的资源化途径。本课题以底泥为主要原料，贝壳粉和粘土为辅助原料，采用烧胀法制备轻质陶粒。通过单因素试验和正交试验相结合的方法，以陶粒表观密度和吸水率为考察指标，优选出陶粒制备的最佳原料配比和最佳制备工艺条件。通过扫描电镜(SEM)表征陶粒的微观结构。以三氯化铁为改性剂对陶粒进行改性，并以改性陶粒对亚甲基蓝溶液的去除率为考察指标，确定最佳的改性条件。将改性后陶粒用于对废水中有机物和氨氮的吸附试验，探讨陶粒用量和反应时间对吸附效果的影响。结果表明，原料配比贝壳粉:

4、淤泥:粘土为40%:45%:15%，焙烧温度为1150℃，焙烧时3间为45min时，烧成陶粒性能最佳，表观密度为1.08g/cm，吸水率为38.6%，质量磨损率3为1.43%，平均粒径为5.8mm，堆积密度为0.57g/cm，抗压强度为3.1MPa。烧成陶粒对重金属具有较好的固化效果且金属浸出率较低。仅用淤泥为原料制备陶粒的最佳焙烧条件3为：焙烧温度为1180℃，保温时间为45min。烧成陶粒的表观密度为1.18g/cm，吸水率为316.5%，质量磨损率为0.03%，平均粒径为4.4mm，堆积密度为0.921g/cm，抗压强度为4.2MPa。以三氯化铁为改性

5、剂对河底淤泥、贝壳粉和粘土混合陶粒进行改性，以陶粒对亚甲基蓝溶液的去除率为评价指标，选出最佳的改性条件为：焙烧温度为600℃，保温时间为2h，改性剂氯化铁的浓度为2mol/L，改性后的陶粒对亚甲基蓝的去除率达到86.5%，约是改性前的2倍。将改性后陶粒用于对废水中有机物和氨氮的吸附试验，实验结果表明陶粒用量的增加和反应时间的延长均会使吸附效果更佳。利用河底淤泥和贝壳粉为原料制备轻质陶粒，具有很好的经济效益、环境效益和社会效益，不仅解决了河底淤泥处置问题和沿海地区废弃贝壳泛滥的问题，而且制成的陶粒在水处理方面还取得了较好的效果。关键词：河底淤泥；贝壳粉；改性；

6、重金属；吸附II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractWiththedevelopmentofindustryandagricultureandtheacceleratingofurbanizationinourcountry,industrialwastewater,municipalwastewater,livestockwastewaterandvariouskindsofrubbishleachatehavebeenreleasedintotheriversinvariousforms,whichcausedt

7、hepollutionofmostriversisincreasinglyserious,resultingintheamountofpollutedriversiltisalsoin-creasing.Riversiltcontainsvarioustoxicsubstances,includingheavymetals.Itwillnotonlycausefurtherdeteriorationofwaterpollutionandharmnessofbenthosthroughthesecondaryreleaseofharmfulsubstances

8、,butalsocancauselandpollut