【正文】 COD測試裝置測試反應池中COD數(shù)值并計算COD去除率。而決定材料膨脹性的主要因素是原料的種類和用量，這對制備的輕質(zhì)礦物多孔材料的性能有著至關重要的影響。% % Al2O3，也是提高材料強度的重要組成成分之一。水玻璃即硅酸鈉，又稱泡花堿，在輕質(zhì)礦物多孔材料中起粘結(jié)劑作用。所以碳粉在原料中起到了造孔劑和燃料的作用。 樣品配方及編號Riley 提出，當陶粒原料的成分處于特定范圍內(nèi)時，在合適的溫度下，陶粒會具有良好的燒脹性，能形成孔隙率較高，質(zhì)量較輕的材料。本實驗中的原料配比使原料化學成分均在上述范圍內(nèi)。陶粒的粒徑一般為 5~20mm范圍內(nèi)[24]。（2）將100目的鐵尾礦粉末和凹土、碳粉、碳酸鈣按比例混合，放入球磨罐中，用球磨機混勻，以800r/min的轉(zhuǎn)速運行15min，然后取出混勻的粉料。（6）。因此，本實驗的工藝制度為用馬弗爐在550℃預燒15min，使碳粉充分燃燒，盡可能完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳氣體，充分造孔。 輕質(zhì)礦物多孔材料XRD圖譜，輕質(zhì)礦物多孔材料的主要礦物組成是石英、斜方錳石和輝石。（a）可見，輕質(zhì)礦物多孔材料的部分孔延伸至表面，與外界相通，（a）、（b）可知，材料內(nèi)部部分孔呈封閉的橢圓形，部分孔相互連通形成孔道。由圖5（a）~（c）可知，輕質(zhì)礦物多孔材料的空洞在材料內(nèi)部分布比較均勻，孔徑分布較廣，以介孔和大孔為主。其表觀密度與水的密度接近并且略重與水，粒徑大小適中，在曝氣過程中可在氣體沖擊作用下在水中運動，與水均勻充分接觸，吸水率適中，水分可進入材料內(nèi)部，增大與材料的接觸面積，利于提高水處理效果。圖 不同粘結(jié)劑材料的表觀密度關系曲線圖 不同粘結(jié)劑材料的壓碎力關系曲線 不同粘結(jié)劑材料的吸水率和鹽酸可溶率關系關系曲線，在不同溫度下焙燒時，~，~，即隨著焙燒溫度的增加其二樣品的表觀密度都呈上升趨勢，且1號樣品的表觀密度高于2號樣品，兩樣品表觀密度的差異是由于粘結(jié)劑種類的不同造成的，凹土相對于水玻璃來說，本身密度更小、質(zhì)量輕且有較大的比表面積，制得的輕質(zhì)礦物多孔材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為疏松，孔洞較為發(fā)達，因此表觀密度較低。在相同被燒溫度下2號樣品比1號樣品吸水率高的原因是由于2號樣品內(nèi)部孔道結(jié)構(gòu)發(fā)達，易于水分進入導致的。由此可知，以兩種粘結(jié)劑均可制得鹽酸可溶率符合行業(yè)標準的輕質(zhì)礦物多孔材料。輕質(zhì)礦物多孔材料的表觀密度越小，說明結(jié)構(gòu)越疏松，內(nèi)部孔道越發(fā)達，實體部分，即孔壁所占體積比例就越小，因此載荷承載能力就越低，強度就越低，相應的壓碎力數(shù)值就會越小。 焙燒溫度對輕質(zhì)礦物多孔材料性能的影響將3號樣品在1100℃、1115℃、1130℃、1145℃焙燒30min，~。分析其變化原是因為當溫度高于1100℃時樣品開始出現(xiàn)液相，并且液相量逐漸增加，表面粘度逐漸減小，因此有更多的氣體可以在材料內(nèi)部形成氣孔，材料氣孔率增加，表觀密度下降，強度也隨之下降。由以上分析可知，在111℃和1130℃焙燒的樣品表觀密度較低，吸水率和鹽酸可溶率均達到行業(yè)標準，但是1130℃焙燒的樣品壓碎力數(shù)值大于1115℃焙燒的樣品，因此選擇1130℃為最佳焙燒溫度。保溫時間繼續(xù)延長，液相含量繼續(xù)增加，材料內(nèi)部產(chǎn)生更多氣孔，此時一些小氣孔會合并成大氣孔，使材料體積進一步膨脹，引起表觀密度的繼續(xù)下降。保溫時間由15min延長至60min過程中，%~%范圍內(nèi)變化，%~%范圍內(nèi)變化，數(shù)值較小，說明材料在不同保溫時間均具有較好的化學穩(wěn)定性。~，在造孔劑由10%增加至40%過程中。綜上所述，輕質(zhì)礦物多孔材料的最佳制備工藝為：各原料按鐵尾礦：凹土：碳粉：碳酸鈣=5:::，成型干燥后，經(jīng)預熱，然后在1130℃焙燒30min，、%、%的輕質(zhì)礦物多孔材料。將制備的輕質(zhì)礦物多孔材料和市售水處理用多孔材料放入相同的裝有配制污水的模擬曝氣反應器中20天。10天之后COD去除率增長逐漸緩和，到18天時，COD去除率達到87%，之后維持穩(wěn)定，說明掛膜完成。由此可見，所制輕質(zhì)礦物多孔材料的結(jié)構(gòu)適宜生物掛膜，并且具有良好的水處理效果。（2） （a）~（c）的SEM形貌圖分析可知，首先該礦物多孔材料內(nèi)部孔隙分布均勻，孔徑分布較廣，有利于多種微生物掛膜。（4） ，可經(jīng)受較長時間的摩擦與碰撞仍保持結(jié)構(gòu)的完整，可保證水處理效果的持續(xù)性與穩(wěn)定性。因此，實驗中期COD去除率快速增長。結(jié) 論本論文以高硅鐵尾礦為主要原料，凹凸棒土為粘結(jié)劑，碳粉為造孔劑，碳酸鈣為助熔劑，制備輕質(zhì)礦物多孔材料。（2），%，%。參 考 文 獻[1] 胡濤，朱斌. 曝氣生物濾池中濾料的應用研究[J]. 化工環(huán)保，2008，28(6):509513. [2] 鞠銀燕, 宋士華, 陳曉峰. 多孔陶瓷的制備、應用及其研究進展[J]. 硅酸鹽通報, 2007, 26(5):969974.[3] . Yang, Y. Inamori, H. Ojima, H. Machii, Y. Shimizu, Development of an advanced biological treatment system applied to the removal of nitrogen and phosphorus using the sludge ceramics, Water Res. 2005, 39:4859–4868.[4] . Yu, Y. Feng, . Qiu, . Han, . Guan, Effect of grainslag media for thetreatment of wastewater in a biological aerated filter, Bioresource Technol2008, 99:4120–412[5] 陳虎, 沈衛(wèi)國, 單來等. 國內(nèi)外鐵尾礦排放及綜合利用狀況探討[J]. 混凝土, 2012, (2):8892. [6] 劉宏, 王化軍, 劉恩松. 鐵尾礦在廢水處理中的應用[J]. 礦業(yè)工程, 2007, 5(1):4850. [7] . Zhang, . Xue, . situation and prehensive utilization of iron ore tailings resources in our country [J],.Mater. Metall,2004, 3:241–245. [8] . Das, S. Kumar, P. Ramachandrarao, Exploitation of iron ore tailing for the development of ceramic tiles, Waste Manage. 2000,20:725–729.[9] Yang C, Cui C, Qin J, et al. Characteristics of the fired bricks with lowsilicon iron tailings[J]. Construction and Building Materials, 2014:36–42.[10] Chuanmeng Yang , Chong Cui, et of lowsilicon iron tailings in the production of lightweight aggregates[J].Ceramics International, 2015,1(41):1213–1221[11] Bailong L, Zhaohui Z, Linbo L, et al. Recovery of Gold and Iron from the Cyanide Tailings by Magnetic Roasting[J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2013, 42(9):1805–1809.[12] 王德民,[J].金屬礦山, 2010 (12) : 148152.[13] 劉培生,多孔材料導論[M].,.[14]尹琳,陸現(xiàn)彩,[J]. 巖石礦物學報, 2003 , 22 (4) : 405408.[15] 馬海龍, 宗維春, 楊林. 多孔陶瓷的研制及在污水處理中的性能研究[J]. 煤炭技術, 2010 , 29 (12):184185.[16] 何俊升, 馮小明. 多孔陶瓷材料的制備技術與研究現(xiàn)狀[J]. 鑄造技術, 2010, 31 (8) : 11011103.[17] 馮秀娟，余育新等。丁老師創(chuàng)造性的思維和平易近人的人格魅力對我影響深遠，并使我受益終生。感謝梁秀紅老師的大力支持以及實驗過程中悉心指導。真心感謝各位的熱情幫助。最后向所有關心支持我的老師同學表示深深的感謝！。感謝材料學院功能材料系實驗室為我們提供了各種實驗設備，感謝河北工業(yè)大學給我提供了一個寬闊的學習平臺，讓我不斷的吸取真知，充實自己。感謝湯慶國老師、孟軍平老師、王麗娟老師和段昕輝老師在實驗過程中的指導與幫助，讓我能夠順利設計并完成實驗與分析，少走彎路，提高了效率。感謝梁金生老師的大力支持與幫助。zturan. Effects of fly ash properties on characteristics of coldbonded fly ash lightweight aggregates [J]. Constru