《表3 煤矸石与典型吸附剂对重金属吸附量对比》

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《煤矸石作为环境材料资源化再利用研究进展》

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王利香等[12]将煤矸石与Zn Cl2按比例混合在650℃灼烧1.5 h制备了改性煤矸石，以吸附污水中的Cr6+。据X射线衍射（XRD）图可知，改性增多了材料中的活性Al2O3含量并增大了比表面积，最大吸附量（14.06 mg/g）较未改性的煤矸石（7.13 mg/g）有了很大提高。在Cr溶液初始浓度为50 mg/L，p H=1.0，投加量为0.5 g/30 m L时，改性煤矸石对Cr的去除率可达96.75%，高于未经改性煤矸石的去除率（85.94%)[12]。陈莉荣等[28]将煤矸石、石灰石、AlCl3按照一定比例混合焙烧来制备复合吸附剂，并用其吸附水中的Cr6+。煤矸石经高温焙烧后，有机质燃烧，微孔增多，吸附能力可显著提高。另外，煤矸石中一些组分，如Al2O3，由晶相变为非晶相，活性增强；掺入一定量的石灰石，其中含有的大量CaCO3高温分解为Ca O，可促进煤矸石的活化，提高吸附能力；Al Cl3具有较好的催化和脱水作用，Al3+也可促进絮凝作用。最终选定煤矸石粒径200目，与石灰石以2∶3的质量比混合后再加入质量比为10%的Al Cl3，800℃下焙烧90 min为最佳吸附剂制备条件，此条件下吸附剂的投加量为10 g/L，p H=5.0，Cr溶液初始浓度为100 mg/L时，吸附量可达9.19 mg/g，去除率可达91.28%。Wu等将煤矸石干燥过筛后研究其对Pb、Zn的吸附性能，发现投加量为5 g/L时，煤矸石对Pb2+的吸附量可达7.57 mg/g；对Zn2+的吸附量可达2.44 mg/g，且吸附等温线均符合Langmuir吸附模型，Pb2+的吸附主要是由于化学吸附，Zn2+的吸附主要是由于离子交换[10]。Shang等用甲基三甲氧基硅烷等材料对煤矸石进行改性制备出巯基改性煤矸石，改性后的煤矸石拥有较大的比表面积和孔隙率，增大的比表面积将提供更多的吸附位点，从而提高其对Pb、Hg等重金属的吸附能力[29]。Li等[30]将煤矸石在850℃下分别进行2 h掺煤无氧煅烧后，与Na OH和Na Al O2一起通过水热法在90℃下反应3 h，制备出ZAC材料。这种材料比表面积可达669.4 m2/g，这些均匀的微孔促进了重金属离子的吸附，对Cu2+的吸附效率可达92.8%。Mohammadi等将煤矸石在850℃下煅烧4 h，之后与藻酸盐、乙醇和水按一定比例混匀反应5 h制备出ACCG材料，发现其对Zn2+和Mn2+的最大吸附量分别可达77.68 mg/g和64.29 mg/g[31]。Jab?onska等将未经处理的煤矸石与经600℃煅烧后的煤矸石做比较，吸附工业废水中的Pb、Ni、Cu，发现在3种金属溶液初始浓度均为5 mg/L时，煤矸石对不同金属的吸附效果有所差异，煅烧后煤矸石对Pb的吸附能力增强，可从27 mg/g升高至33 mg/g；对Cu也从17 mg/g升高至22 mg/g；但煅烧后对Ni的吸附能力减弱，从25 mg/g减少至15 mg/g。在废水中重金属离子浓度较高，p H较低时，离子交换占主导作用；在p H较高时，部分金属离子可能通过沉淀而被去除[32]。因此，p H值在煤矸石与重金属吸附过程中是一个极其重要的影响因素。煤矸石对重金属的吸附量与其他吸附剂的对比情况如表3所示。