煤系高岭土中残留炭的分离回收与材料化利用研究

作者：胡丙升^*; 王宏; 宋俊超; 魏亮; 岳世松; 贾金鑫; 史长亮; 杨蕾

来源：材料导报, 2020, 34(24): 24068-24073.

• 煤系高岭土
• 残留炭
• 浮选分离
• 多孔炭
• 电极材料

煤系高岭土中残留炭的分离回收是实现其高值化综合利用的重要前提。以内蒙古煤系高岭土为研究对象,采用反浮选工艺分离回收残留炭,探索多段反浮选工艺条件下残留炭的分离回收效果。在此基础上,以残留炭为原料,采用NaOH/KOH活化法制备多孔炭,并将其用作超级电容器电极材料。利用低温N2吸附、扫描电镜、恒流充放电、循环伏安等方法表征多孔炭的微观结构和其用作电极材料的电化学性能。研究表明,采用"粗选-两段精选-扫选"的反浮选工艺可有效分离回收煤系高岭土中的残留炭,回收率可达85.22%。采用NaOH/KOH活化残留炭分别可以制备出BET比表面积为2 079 m2/g和2 324 m2/g、总孔容为1.167 cm3/g和1.328 cm3/g的高性能多孔炭。该多孔炭具有相互贯通的"大孔-中孔-微孔"梯级孔径分布和良好的吸附性能,碘吸附值可达2 205 mg/g和2 491 mg/g,亚甲基蓝吸附值可达322 mg/g和406 mg/g。两种多孔炭用作电极材料均展示出优异的电化学性能,其比电容量分别可达256 F/g和285 F/g,具有良好的大电流充放电特性和优异的循环稳定性,经1 500次循环充放电后,比电容量保持率超过90%,应用前景良好。

• 单位
  化学化工学院; 河南理工大学