宫 萍 薛翠平
（沈阳市市政工程设计研究院，辽宁，沈阳，110015）
（东北大学理学院，110004）
【摘 要】通过分析酸浓度、浸泡时间、被烧温度和焙烧时间对垃圾渗滤液处理结果的影响，研究了酸改性凝灰岩的影响因素。
【关键词】凝灰岩；酸改性；
引言
凝灰岩是一种分布最广泛、最常见的细粒火山碎屑岩碎屑主要表现为岩屑、晶屑、玻屑和火山灰,其碎屑粒径一般小于2.0mm。凝灰岩不仅是一种较好的建筑材料，而且也是一种良好的吸附剂、脱色剂、填料、及制模材料等。凝灰岩的表面改性是指用物理、化学、机械等方法对其表面进行处理，根据应用的需要有目的地改变凝灰岩的物理性质和化学性质，以满足其在不同技术和领域中的应用，从而提高凝灰岩的性能即使用价值。常用的凝灰岩改性方法有机械力活化、热活化、湿法活化和火法活化等。
1．材料与方法
1.1实验材料
粒径小于425mm的凝灰岩凝灰岩、硫酸。
1.2实验方案
分别对酸浓度、浸泡时间、焙烧温度、焙烧时间四个因素按改性凝灰岩样品的制备步骤进行单因素试验，观察每个因素对改性实验的影响趋势，并找到最佳实验参数。
2．结果与讨论
2.1酸浓度对改性效果的影响
取七个250mL的烧杯，分别加入100g凝灰岩粉末，并依次加入100mL体积比（硫酸/硫酸溶液）为3%、5%、8%、10%、15%、20%、30%硫酸溶液浸泡1小时，记作B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7。然后分别将上述凝灰岩过滤，再重复洗涤—过滤过程3次。将此凝灰岩分别放入干燥箱在110℃干燥4小时，后将其放入马弗炉200℃焙烧1小时。冷却后用球磨机球磨2小时，用筛子筛出+35目的粉末。
取上述样品10g分别加入到七个250mL的烧杯中，记作A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7，再分别加入100mL垃圾渗滤液，调节水域锅温度为15℃，在搅拌转速为150rpm的条件下，把A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7放在水浴锅中搅拌反应15min。反应结束后静置1小时后，取上清液并测量其COD、NH3-N的浓度，数据见表1。
表1酸浓度对改性效果的影响
Tab 3.1 Acid concentration affect on the effect of modification
2.2浸泡时间对改性效果的影响
取七个250mL的烧杯，分别加入100g凝灰岩粉末，并依次加入100mL体积比（硫酸/硫酸溶液）为10%硫酸溶液，分别浸泡5min、10 min、30 min、60 min、120 min、240 min、480 min，记作B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7。然后分别将上述凝灰岩过滤，再重复洗涤—过滤过程3次。将此凝灰岩分别放入干燥箱在110℃干燥4小时，后将其放入马弗炉焙烧200℃、1小时。冷却后用球磨机球磨2小时，用筛子筛出+35目的粉末。
取上述样品10g分别加入到七个250mL的烧杯中，记作A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7，再分别加入100mL垃圾渗滤液，调节水域锅温度为15℃，在搅拌转速为150rpm的条件下，把A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7放在水浴锅中搅拌反应15min。反应结束后静置1小时后，取上清液并测量其COD、NH3-N的浓度。
2.3焙烧温度对改性效果的影响
取七个250mL的烧杯，分别加入100g凝灰岩粉末，并依次加入100mL体积比（硫酸/硫酸溶液）为10%硫酸溶液，浸泡60 min。然后分别将上述凝灰岩过滤，再重复洗涤—过滤过程3次。将此凝灰岩分别放入干燥箱在110℃干燥4小时，后将其放入马弗炉分别以100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃焙烧1小时。冷却后用球磨机球磨2小时，用筛子筛出+35目的粉。
取上述样品10g分别加入到七个250mL的烧杯中，记作A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7，再分别加入100mL垃圾渗滤液，调节水域锅温度为15℃，在搅拌转速为150rpm的条件下，把A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7放在水浴锅中搅拌反应15min。反应结束后静置1小时后，取上清液并测量其COD、NH3-N的浓度。
2.4焙烧时间对改性效果的影响
取七个250mL的烧杯，分别加入100g凝灰岩粉末，并依次加入100mL体积比（硫酸/硫酸溶液）为10%硫酸溶液，浸泡60 min。然后分别将上述凝灰岩过滤，再重复洗涤—过滤过程3次。将此凝灰岩分别放入干燥箱在110℃干燥4小时，后将其放入马弗炉以200℃分别焙烧5 min、10 min、30 min、60 min、120 min、240 min。冷却后用球磨机球磨2小时，用筛子筛出+35目的粉末。
取上述样品10g分别加入到七个250mL的烧杯中，记作A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7，再分别加入100mL垃圾渗滤液，调节水域锅温度为15℃，在搅拌转速为150rpm的条件下，把A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7放在水浴锅中搅拌反应15min。反应结束后静置1小时后，取上清液并测量其COD、NH3-N的浓度。
3．结论
3.1 由上述四个单因素实验可以得到凝灰岩改性实验的最佳实验参数为酸浓度10%、浸泡时间60min、焙烧温度200℃、焙烧时间30 min。
3.2 由吸附实验前后垃圾渗滤液pH值的变化情况知改性凝灰岩是一种酸性填料。根据实际废水处理要求，主要去除对象是COD可采用酸浸泡为10%，主要去除对象是NH3-N可采用酸浸泡为8%。
3.3 活化的温度和活化时间对凝灰岩的改性影响很大，活化温度过低过高都不能达到很高的效果，温度过低不能很好的起到活化作用，温度过高容易烧结而部分甚至完全丧失吸附能力；
3.4 活化时间过短或过长也都不能很好的发挥作用，时间过短不能很好的活化，时间过长易烧结而部分甚至完全丧失吸附能力。
参考文献：
[1]姜桂兰，张培萍.膨润土加工与应用,化学工业出版社，2005.4.
论文作者:宫萍,薛翠平
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年8月供稿
论文发表时间:2015/12/7
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