结晶法由硫辛酸厂含铝废水制备铵明矾

以硫辛酸厂含铝废水中的Al3+为原料,采用结晶法制备铵明矾,研究了时间、NH4+/Al3+摩尔比、SO42-/Al3+摩尔比、温度、搅拌速度对废水中铝去除率和铵明矾产量的影响,对所制铵明矾与商品铵明矾进行比较. 结果表明,两者具有几乎相同的晶体结构、形貌和化学组成,所得产品符合同类工业产品标准. 结晶法用硫辛酸厂含铝废水制备铵明矾的适宜条件为：反应时间8 h,NH4+/Al3+ 1.40,SO42-/Al3+ 2.90,温度5~15℃,搅拌速度35~55 r/min. 宏观反应动力学表明,在晶体生长期,Al3+在边界层扩散传质为反应控制步骤,液相主体Al3+浓度C随时间t的变化关系符合方程C=(C0-Ci)e-kt+Ci. 当搅拌速度较低时,铵明矾晶体平均粒径大,分布宽;搅拌速度增加,晶体平均粒径减小,粒径分布变窄.     

粉煤灰与硫酸氢铵焙烧反应动力学

提出了NH4HSO4法焙烧粉煤灰提取Al2O3的新方法,考察了焙烧温度、粉煤灰中Al2O3与NH4HSO4摩尔比对粉煤灰中Al反应率的影响,研究了粉煤灰与NH4HSO4焙烧反应动力学. 结果表明,粉煤灰与NH4HSO4焙烧反应受固体产物层扩散控制,300, 350, 400℃下的反应速率常数分别为1.25′10-3, 1.56′10-3, 1.89′10-3 min-1,反应活化能为17.19 kJ/mol,反应动力学方程为1-2/3a-(1-a)2/3=0.0422exp[-17190/(RT)]t,最佳工艺条件为：焙烧温度400℃,Al2O3与NH4HSO4摩尔比1:8,焙烧时间60 min;该条件下Al反应率达90%以上,主要产物为NH4Al(SO4)2和NH4Fe(SO4)2.     

碱性介质多元体系中钒酸钠结晶分离

测定了NaOH-NaNO_3-NO_3VO_4-Na_2CrO_4-H_2O五元体系各盐在碱中的相平衡浓度,根据所得数据对该体系中的Na_3VO_4进行了冷却结晶分离.通过研究NaOH浓度、NaNO_3浓度、结晶终点温度、降温速度、搅拌速度、晶种对钒酸钠结晶分离的影响,得到的最优实验条件为:结晶液中NaOH浓度200~250g/L,NaN0_3浓度200g/L左右,搅拌转速200r/min,80~40℃自然降温,添加晶种量1%(ω),该条件下Na_3VO_4结晶率为61%,晶体纯度可达95%,且晶体颗粒人(147μm),沉降分离速度快(10min).     

粉煤灰焙烧-酸浸提取氧化铝工艺

采用酸浸法提取淮南某电厂粉煤灰中的Al2O3,通过单因素实验研究了Na2CO3混合焙烧活化工艺和H2SO4酸浸工艺中的各种因素对Al2O3浸出率的影响,确定了工艺最佳条件:焙烧灰碱比为1∶0.9,焙烧时间为2h,焙烧温度为875℃;酸浸H2SO4浓度为3mol/L,酸浸温度为90℃,酸浸时间为2h,液固比为4∶1,Al2O3浸出率可达95%。     

固体超强酸Al2O3/SO2-4催化合成乙酸苄酯的研究

合成了固体超强酸Al2O3/SO2-4(普通型Al2O3),并以它为催化剂,以苯甲醇和冰乙酸为原料合成乙酸苄酯.讨论了酸醇摩尔比、反应时间、催化剂用量及其重复使用次数等因素对酯化率的影响.结果表明,乙酸苄酯最适宜的合成工艺条件为:酸醇摩尔比2:1、催化剂用量3.5%(占总质量)、带水剂(苯)用量40%(占总质量)、反应时间6 h.在此条件下,酯化率为76%,酯含量为91%.Al2O3/SO2-4催化剂的合成方法简单,催化活性高,可重复使用多次.     

杂质对甲醇分解铝酸钠溶液制备氢氧化铝的影响

系统研究了Na2CO3,Na2SO4和NaCl三种杂质对甲醇强化铝酸钠溶液分解沉淀Al(OH)3过程的影响,考察了不同浓度的Na2CO3,Na2SO4和NaCl对醇解过程分解率和产品粒度、形貌的影响.结果表明,控制分解温度为60℃,Na2O浓度170g/L,Na2O与Al2O3摩尔比1.5～1.6的铝酸钠溶液与等体积的甲醇反应24h时,当Na2CO3,Na2SO4和NaCl浓度(均以Na2O计)分别低于17.6,6.55和7.00g/L时,杂质对醇分过程分解率、产品粒径和形貌影响较小;当其浓度升高时,能加快新核的生成,产品中出现1～10μm形貌不规整的细化颗粒.     

40℃和75℃下三元体系NH4HCO3-NH4VO3-H2O中NH4VO3溶解度的测定

针对钾系亚熔盐法钒渣钒铬共提清洁生产工艺的中间产品钒酸钙,提出通过碳化铵化/冷却结晶将钒酸钙转化为钒氧化物产品的新方法。分别研究了NH4HCO3-NH4VO3-H2O三元体系在碳化反应温度(75℃)和结晶沉钒温度(40℃)时NH4VO3的溶解度,得到了此时NH4VO3的溶解度数据。40℃时,NH4VO3溶解度随NH4HCO3浓度升高而降低。75℃时,NH4VO3溶解度则随NH4HCO3浓度升高呈U形变化。通过对比两个温度下NH4VO3的溶解度曲线,验证了碳化铵化工艺75℃反应、40℃结晶的设计思路。并经过理论计算,得到NH4VO3的理论一次结晶率为92.71%。再由得到理论结晶率时的反应和结晶NH4HCO3浓度,优化了钾系亚熔盐法钒渣钒铬共提清洁生产工艺中钒转化单元的工艺路线,绘制了工艺原则流程图。     

用煅烧-沥滤工艺从粉煤灰中提取高纯超细氧化铝

介绍了1种采用煅烧-沥滤工艺从粉煤灰中提取氧化铝(Al2O3)的新方法.以碳酸钠(NaCO3)为活化剂,在900 ℃下煅烧,使粉煤灰中惰性的Al2O3转变成活性的可以溶出的铝盐.选用硫酸(H2SO4)为活性铝盐的溶出剂,在一定温度下溶出铝盐,使活化后粉煤灰中的Al2O3以液相形式溶出.用乙二胺四乙酸为络合剂有效除去铝盐[Al2(SO4)3]中的杂质铁(Fe3 )等,用蒸馏水洗涤除去钠(Na )和其它可溶性杂质,有效提高Al2O3粉体的纯度.通过添加合适的分散剂、控制氢氧化铝[Al(OH)3]的结晶、干燥及煅烧的工艺条件,大大提高了Al2O3粉体的细度.通过X射线衍射、透射电子显微镜和N2吸附等技术分析获得的Al2O3粉体的组成与微观结构.通过以上工艺,获得Al2O3的提取率超过98%.将干燥后的Al(OH)3粉体在800 ℃下煅烧得到分散性好的纤维状γ-Al2O3,其纯度(质量分数)达99.6%.     

甲醇分解铝酸钠溶液制备大颗粒氢氧化铝的工艺与表征

对甲醇分解NaAl(OH)4溶液制备大颗粒Al(OH)3进行了工艺研究,考察了分解温度、分子比(Na2O/Al2O3摩尔比)、Na2O浓度、硅量指数(Al2O3/SiO2质量比)、搅拌速度和甲醇用量对产品粒度和形貌的影响. 结果表明,在NaAl(OH)4溶液的Na2O浓度为180 g/L、分子比为1.5~1.6,硅量指数550以上及甲醇与NaAl(OH)4溶液等体积的优化条件下,控制分解温度60℃,可得到平均粒径达80 mm的球形Al(OH)3. 甲醇的加入改变了Al(OH)3生长基元的径向和轴向生长速率,甲醇量越大,径向生长速率越快,生长基元越薄. 当甲醇与NaAl(OH)4溶液体积比为1:1时,Al(OH)3生长基元的厚度在100 nm左右. 随分解温度升高,Al(OH)3由Bayerite型向Gibbsite型转变,热重-差热值与理论值吻合.     

聚合硫酸铁铝混凝剂的制备

研究了以废铁屑、废硫酸和铝质易拉罐废料为原料制备聚合硫酸铁铝的工艺.通过正交试验得到了优化工艺条件:七水硫酸亚铁用量为反应物料总质量的50%,m(H2SO4)∶m(FeSO4·7H2O)=0.10,m[Al2(SO4)3·18H2O]∶m(FeSO4·7H2O)=0.084,m[Al(NO)3·9H2O]∶m(FeSO4·7H2O)=0.055,反应温度55℃,反应时间50～55 min,搅拌速率100～150 r/min.最终聚合硫酸铁铝溶液的Fe3 、Al3 质量浓度和盐基度分别达到168.5 g/L、7.5 g/L和16.3%.其用于工业废水的处理时,浊度去除率大于98%,COD去除率大于92%,明显优于市售聚合硫酸铁和聚合氯化铝的处理效果.     

亚硫酸铵磺化2-氨基乙醇硫酸酯制备牛磺酸及其结晶过程的研究

用亚硫酸铵作为磺化剂,对乙醇胺法合成牛磺酸的关键过程磺化反应进行了研究.用单因素试验和正交试验设计法进行实验,优化出合成牛磺酸的条件为:反应温度为105℃,反应时间为12h,物料配比(n(NH4)2SO3:(.))为1.65.在此条件下2-氨基乙醇硫酸酯的转化率达到70.43％.该工艺具有成本低、后续分离较容易的优点.同时对牛磺酸的结晶条件进行了研究,采用自制溶解-结晶测定装置,并以激光辅助测定技术,测定了在不同温度、不同pH值和不同搅拌速度下2-氨基乙醇硫酸酯和牛磺酸在10％乙醇水溶液中的溶解和超溶解特性,得到二者的结晶介稳区.2-氨基乙醇硫酸酯和牛磺酸的溶解度,均随温度的增大而增大,且pH=6时,两物质的相对溶解度的差值最大,结晶分离操作可在此pH下进行;在相同的结晶条件(10％的乙醇水溶液,中速搅拌,降温速度1℃/15 min,不加晶种)下,牛磺酸的介稳区宽度△e为15～16℃,2-氨基乙醇硫酸酯的介稳区宽度Δe为8～9℃.     

绿色环保型聚天冬氨酸阻垢剂合成与阻垢性能

以马来酸酐(MA)与氨水为原料热缩聚法合成聚天冬氨酸阻垢剂,分别考察了原料配比、热缩聚温度和热缩聚时间对产物的阻垢性能的影响,得到最佳合成条件:n(MA)∶n(NH3)为1∶2.0,热缩聚温度240℃,热缩聚时间3 h。当实验水中Ca2+质量浓度为240 mg/L时,聚天冬氨酸阻垢剂的阻垢率达到72%,适用于低矿化度的工业循环冷却水和油田回注水。同时使用L-天冬氨酸对聚合物开环改性,其阻垢率可达到87%。     

二次铝灰硫酸铵焙烧提铝过程氟的迁移规律

采用硫酸铵焙烧-水浸法回收二次铝灰中的铝是实现其无害化与资源化最重要的途径之一。二次铝灰的无害化与资源化利用要求尾渣氟的浸出毒性满足国标要求(无机氟化物质量浓度低于100 mg/L)。二次铝灰中氟的浸出毒性远高于100 mg/L,故需深入研究二次铝灰硫酸铵焙烧-水浸提铝过程氟的迁移规律。借助复合氟离子电极、XRD、XPS、SEM和XRF研究了二次铝灰硫酸铵焙烧-水浸提铝过程氟的迁移转化行为。结果表明,延长焙烧时间、提高焙烧温度、增大硫酸铵配比可促进二次铝灰中的氟进入焙烧尾气;延长浸出时间、提高浸出温度、增大液固比有利于降低浸出渣中氟的含量和占比。在焙烧温度450℃、焙烧时间2 h、物料配比6:1、浸出温度85℃、浸出时间80 min、液固比6:1条件下,二次铝灰中43.85%的氟以气态形式进入尾气,23.92%的氟进入浸出液中,32.23%的氟以AlF3和AlF3?3H2O形式残留在浸出渣中。焙烧尾气经脱氟、喷淋吸收,可转化为硫酸铵;浸出液脱氟后可制备聚合硫酸铝,用作水处理剂;浸出渣的浸出毒性符合国家标准,可用作建筑材料,从而实现二次铝灰的资源化与无害化处理。     

牛磺酸合成工艺的改进

乙醇胺酯化-磺化法制备牛磺酸工艺分为酯化反应和磺化反应两部分, 用亚硫酸铵代替亚硫酸钠作为磺化反应的原料, 在含氨气体存在下与2-氨基乙醇硫酸酯进行磺化反应, 得到的优化条件为:反应温度为98℃, 反应时间为12 h, 物料配比(n_亚硫酸铵:n_酯)为1.65, 分4批加料, 2-氨基乙醇硫酸酯的转化率可以达到76.43%。对磺化反应后的混合溶液的分离提纯进行研究。首先用化学沉淀法除去其中的无机盐(NH₄)₂SO₄, 滤出沉淀物硫酸盐后稍微加热母液, 生成的NH₃·H₂O分解放出的氨气用于磺化反应过程, 此过程的除盐率达到98%以上。采用溶剂结晶法对含有牛磺酸、未反应完的2-氨基乙醇硫酸酯和不到2%的滤液物系进行分离。用均匀实验设计法考察了结晶温度、结晶时间、降温速率和搅拌速率对牛磺酸结晶过程的影响, 并用软件对实验结果进行回归分析, 得到溶剂结晶较优的工艺条件为:结晶温度为13.9℃, 结晶时间为1 h, 搅拌速率为低速搅拌(350～450 r·min^-1), 降温速率为0.5℃·min^-1 。在此条件下, 牛磺酸的一次结晶率可达到67.94%, 纯度接近100%。     

碳酸氢铵溶液中偏钒酸铵的冷却结晶

针对钒渣空白焙烧-铵化浸出新工艺产生的浸出液,在对NH₄HCO₃-NH₄VO₃-H₂O溶解度数据进行分析的基础上,采用冷却结晶分离方法分离溶液中偏钒酸铵。采用程序控温冷却方式考察了碳酸氢铵浓度、降温速率、搅拌速率、晶种添加量等因素对偏钒酸铵从70℃冷却结晶至40℃时结晶率、产品粒度、形貌等的影响,明确了偏钒酸铵冷却结晶规律,建立了偏钒酸铵从碳酸氢铵母液中高效结晶分离方法,获得了结晶最佳工艺条件。在碳酸氢铵浓度10g/L、降温速率0.36℃/min、搅拌速率200r/min、晶种添加量1.0%时偏钒酸铵结晶率可达94.28%,得到的偏钒酸铵晶体纯度为99.5%,产品粒度均匀,平均粒径约为152μm,晶体成规则棱柱状结构。     

降温速率对磷酸二氢铵介稳区影响的研究

采用聚焦光束反射测量（FBRM）技术测定了磷酸二氢铵溶液介稳区宽度。测定了不同降温速率下磷酸二氢铵溶液的成核温度,得到对应的磷酸二氢铵结晶介稳区宽度。结果表明：在降温速率一定时,磷酸二氢铵溶液过冷度随温度降低而增加,介稳区变宽;在不同降温速率下,介稳区宽度随降温速率增加而增加,其中降温速率为 1.0 ℃/min时介稳区宽度最大,降温速率为0.2 ℃/min和0.1 ℃/min时介稳区宽度不变。     

烟气脱硫产物硫酸铵的蒸发结晶实验

研究了氨法脱硫产物硫酸铵结晶过程中反应条件对粒径分布以及硫酸铵晶形的影响。结果表明,最佳反应条件为：搅拌速度300 r/min,蒸发温度70℃,结晶溶液pH值5.0。     

连续流微反应器中简单咪唑的制备

研究了微反应器中Radziszewski反应连续高效制备咪唑的工艺过程,考察了停留时间、反应温度、甲醛/乙二醛摩尔比、醋酸铵/乙二醛摩尔比、乙二醛浓度及不同氨源等工艺参数对咪唑收率的影响,优化了咪唑合成的工艺路线。以醋酸铵为氨源、压力为1.7 MPa、反应温度为140℃、乙二醛浓度为0.25 mol/L、甲醛/乙二醛摩尔比为1.4、醋酸铵/乙二醛摩尔比为2.0、停留时间为159.4 s的条件下,咪唑收率高达81.6%。此外,探索了所构建的微反应器系统对于2-甲基咪唑、2-乙基咪唑和2-异丙基咪唑的合成过程适用性,并对其合成过程中存在的问题进行了讨论。     

硫酸铝铵-氯化氢反应制备六水氯化铝过程中晶体形貌的研究

以十二水合硫酸铝铵为原料,采用氯化氢通气结晶法制备了六水氯化铝晶体,考察了通气速率、通气时间、反应温度、铝离子初始浓度对六水氯化铝晶体形貌的影响。结果表明,50 mL硫酸铝铵酸溶液中,当通气速率为60 mL/min、通气时间为2 h、反应温度为30 ℃、铝离子初始质量浓度为20 g/L时,可以得到形貌比较规整的棱柱形六水氯化铝晶体。该研究为提取、制备高品质六水氯化铝晶体提供了技术参考。