硫酸镍钴锰溶液中除氟工艺研究

针对从硫酸镍钴锰溶液中除氟效率低、有价金属损失严重等问题, 开展了以Al₂(SO₄)₃·18H₂O为沉淀剂、从硫酸镍钴锰溶液中除氟新工艺研究。考察了反应pH值、Al₂(SO₄)₃·18H₂O用量、反应温度、反应时间等参数对除氟效果的影响, 结果表明, 在初始pH值5.5、氟铝物质的量比为5、反应温度40 ℃、反应时间120 min条件下, 除氟后溶液中氟浓度从初始的3.22 g/L降至0.15 g/L以下, 且引入的Al³⁺浓度低于0.01 g/L, 镍钴锰总损失率低于5%。     

电解锰阳极液锰镁组元选择性分离实验研究

为降低电解锰生产工序中杂质镁带来的危害,对电解锰阳极液中锰、镁的选择性分离进行了理论分析,并通过实验研究了不同条件下锰、镁分离效果。结果表明,通过碳酸盐沉淀的方式可以实现先沉锰、后沉镁的选择性分离。合适的沉锰条件为:溶液体系pH值8左右、碳酸氢铵与溶液中锰离子物质的量比1.25、反应温度38 ℃、反应时间30 min,沉锰后溶液中锰离子浓度可降至0.56 g/L,沉锰率达到96.34%;合适的沉镁条件为:沉锰后滤液pH值8以上、碳酸氢铵与溶液中镁离子物质的量比2.44、反应温度20 ℃、反应时间30 min,沉镁后溶液中镁离子浓度可减至2.33 g/L,沉镁率达到94.63%。     

碳化反沉淀法去除硫酸锰浸出液中钙、镁的研究

采用碳化沉锰法去除硫酸锰溶液中的钙、镁离子。以CO₂为碳化剂, 将硫酸锰溶液中的Mn²⁺以碳酸锰沉淀的形式从原溶液中分离出来, 然后用硫酸将沉淀物溶解, 从而达到除杂的目的。考查了CO₂流量、反应温度、pH值及反应时间对钙、镁离子去除效果的影响, 结果表明, 最适宜条件为反应温度45 ℃、溶液pH值7.0、CO₂流量2.7 L/min、反应时间60 min, 此时碳化产物中钙、镁离子含量分别为0.03%和0.01%, 达到了HG/T 2836-2011高纯碳酸锰Ⅰ型品的标准。     

FeCl3改性活性炭脱硫性能研究

这是一篇环境工程领域的论文。实验采用浸渍法,以FeCl₃作为改性剂对活性炭进行改性,研究其脱硫能力。实验研究了改性剂浓度、焙烧温度、反应温度对改性活性炭脱硫性能的影响。研究表明,随着改性溶液浓度的增加,活性炭表面附着的Fe₂O₃随之增加,改性活性炭的比表面积和总孔容均降低,平均孔径增加;随着焙烧温度升高,活性炭表面附着的Fe₂O₃数量持续增加,焙烧温度超过300℃时,活性炭表面的孔隙结构出现烧结现象,降低改性活性炭的脱硫性能;随着反应温度升高,FeCl₃/AC-0.15的吸附性能先升高再降低。当FeCl₃改性溶液浓度为0.15 mol/L,焙烧温度300℃,反应温度为60℃时,改性活性炭的脱硫效率最高。     

锌-空气电池用树枝状锌粉电沉积制备研究

树枝状锌粉目前被大量用于制备新型锌-空气电池的负极材料。通过对比实验, 确定了在Zn²⁺-NH₄⁺-SO₄^2--H₂O体系中电沉积制备树枝状锌粉的试验方案。针对该体系进行了热力学平衡分析, 绘制了基本的热力学曲线, 从理论上证明了pH值、铵离子的总浓度等对电解体系配合离子浓度的影响。实验探索了电流密度、主盐浓度、温度、pH值等因素对电解过程以及制取粉末形貌、粒径的影响, 确定了最佳工艺条件为: 锌离子浓度15 g/L, 电解液pH值4.5～5.45, 电解温度25 ℃, (NH₄)₂SO₄浓度30～40 g/L。经X射线衍射分析确定沉积产物为结晶性能良好的锌粉, 物相纯净, 成分单一。扫描电镜分析表明, 所得锌粉呈树枝状, 粒度分布较为均匀。     

拜耳法高压溶出液中铁浓度变化规律的研究

模拟拜耳法溶出一水硬铝石过程, 基于铝酸钠溶液中铁浓度的变化规律, 研究了S^2-、Na₂O_k、Na₂CO₃、Na₂SO₄浓度变化对Fe(OH)₃、FeS、FeS₂反应行为的影响规律。实验结果表明: 在260 ℃、反应时间60 min、Na₂O_k 160～300 g/L时, 随着体系中硫化钠浓度的升高, 加入氢氧化铁时铁浓度明显升高, 而加入FeS和黄铁矿时溶液中铁浓度略有降低, 这可能与多硫化铁和羟基硫代铁酸钠的生成条件有关; 随着苛性碱浓度的升高, 加入氢氧化铁时, 溶液中铁浓度变化不明显, 而加FeS时溶液铁浓度降低, 加黄铁矿溶液铁浓度却升高; Na₂CO₃对溶出液中铁浓度有明显的促进作用; 而Na2SO4对溶出液中的铁浓度的影响不明显。     

新型硅胶-聚合胺树脂在模拟氯化镍电解液中深度除铜

研究了新型硅胶-聚合胺复合材料树脂SP-C在模拟氯化镍电解液中深度净化除铜工艺。在Ni²⁺ 70 g/L、Cu²⁺ 0.5～2.0 g/L、pH 1～4、温度20～60 ℃的氯化镍电解液中, 考察了该树脂对铜的吸附性能, 结果表明: 随料液pH值增大以及温度升高, 铜的交换容量增大; 料液Cu²⁺浓度对交换容量影响较小; 最佳吸附条件为: 料液pH=4、接触时间30 min, 温度60 ℃。对比研究了盐酸、硫酸两种解析液, 硫酸显示出更好的解析效果, 最佳解析条件为: H₂SO₄ 2 mol/L、解析接触时间40 min。最佳工艺条件下每毫升湿树脂铜的工作交换容量及饱和交换容量分别0.453 mmol和0.540 mmol, 铜的解析峰值液浓度为28 g/L。     

氟离子在脱硫石膏表面的吸附转化行为及高浓度含氟废水净化技术

以烟气脱硫(FGD)石膏作为除氟剂,通过沉淀法去除高浓度含氟废水中的氟离子,并对FGD石膏除氟机理进行了探讨。单因素条件实验结果表明,在FGD石膏用量10.744 g/L、pH=7、反应时间30 min、反应温度25 ℃的最佳实验条件下,含氟废水的F^-浓度可从1500 mg/L降至89.13 mg/L,除氟率可达94.06%。溶液化学分析结果表明,当溶液pH=5~11时,溶液中Ca²⁺与F^-的浓度较高,而CaF₂的溶解度较小,FGD石膏在溶液中释放出的Ca²⁺与F^-结合生成难溶的CaF₂沉淀,从而将F^-从溶液中去除。XRD、SEM-EDS等结果表明,反应生成的难溶CaF₂以壳状形式均匀稳定地包裹在FGD石膏表面,从而实现高浓度含氟废水的净化。     

在低共熔溶剂中电沉积制备铅粉的基础研究

采用摩尔比为1:2的氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂(ChCl-EG DES)作为电解质,研究了对废旧铅酸蓄电池铅膏(scrap lead paste, SLP)进行电解回收制备铅粉。探讨了温度、浓度对SLP+ChCl-EG溶液的黏度和电导率的影响规律。结果表明：溶液的黏度随温度的升高而减小,随SLP浓度的升高而增大,电导率反之。恒电位沉积实验发现,当SLP浓度为30 g/L时,电流效率达87.58%,电能单耗为738.47 kWh/t。产物的微观形貌随浓度的增加从棒状逐渐转变为不规则块状。     

无机盐杂质对铝酸钠溶液晶种分解率的影响

采用对比实验法, 研究了不同类型、不同浓度的无机盐杂质对铝酸钠溶液晶种分解的影响, 并探讨了其影响机理。结果表明, 铝酸钠溶液中氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等杂质的存在对晶种分解会产生不利影响, 当NaCl浓度大于10 g/L、Na₂O_s浓度大于5 g/L、Na₂O_c浓度大于10 g/L时, 均将对铝酸钠溶液晶种分解产生明显的抑制作用。无机盐杂质的存在会影响铝酸钠溶液中氢氧化铝颗粒表面的Zeta电位值, 使Zeta电位变得更负, 不利于氢氧化铝晶体颗粒对铝酸根离子的吸附, 从而对铝酸钠溶液晶种分解产生抑制作用。无机盐杂质使铝酸钠溶液表面张力增大, 也阻碍铝酸根离子在晶体表面的吸附, 对晶种分解产生不利影响。     

硅胶-聚合胺树脂在模拟硫酸镍电解液中深度净化除铜

用离子交换柱在Ni2+70g/L,Cu2+0.5～2.0g/L,pH=1～4,温度20℃～60℃的模拟硫酸镍电解液中研究硅胶-聚合胺树脂从硫酸镍电解液中深度净化除铜的过程.用H2SO4浓度分别为1.0,1.5,2.0mol/L的解析液考察树脂的解析性能.结果表明,随料液pH增大以及温度升高,树脂对铜的交换容量增大,料液Cu2+浓度对交换容量影响不大.最佳吸附条件为料液pH=4,吸附接触时间30min,温度60℃.最佳解析条件为H2SO42mol/L,解析接触时间40min.最佳工艺条件下,树脂的铜穿漏及饱和交换容量分别为0.378和0.496 mmol/mL-湿树脂,铜解析液峰值浓度可达38g/L以上.     

高纯硫酸锰制备球形四氧化三锰的研究

以高纯硫酸锰、片碱及氯化铵为原料, 采用化学络合沉淀法制备球形四氧化三锰, 通过优化氨锰比、搅拌强度、pH值、温度等工艺参数, 于30 L反应器中制备出球形四氧化三锰产品。实验结果表明, 在锰浓度120 g/L、pH值8.3~8.7、铵锰比1∶4、搅拌频率40 Hz时, 能够得到Mn含量70.4%、Na含量0.019%、S含量0.048%、颗粒粒径D₅₀=10.50 μm、比表面积0.44 m²/g、振实密度2.41 g/cm³、具有良好分散性的球形四氧化三锰。     

氨法制备氧化铁红晶种影响因素研究

以硫酸亚铁为原料,采用氨法制备氧化铁红晶种,对制备过程的影响因素进行了详细的研究。结果表明：在初始硫酸亚铁浓度为30 g/L,反应温度为16 ℃,充气量为20 L/h,稀释氨水添加量为34 mL/L（NH₃H₂O与FeSO₄物质的量之比为=2.17∶1）,稀释氨水加入速率为0.45 mL/s条件下,反应所需时间较短,生成的晶种质量最好。     

某高镁低品位软锰矿锰镁分离试验

高镁低品位软锰矿石传统的锰镁分离工艺均存在污染严重、锰镁离子分离效率低等问题。为了实现高镁低品位软锰矿的高效、低污染开发利用,以广西某高镁低品位软锰矿为原料,对采用酸化还原焙烧+尾气(SO2)还原软锰矿矿浆—还原产物合并浸出—浸出液除杂工艺制得的高纯Mn SO4与Mg SO4混合溶液,进行了NH4HCO3沉Mn2+(锰镁高效分离)工艺条件研究。结果表明,在NH4HCO3与Mn SO4物质的量之比为2.25,反应时间为60 min,反应温度为30℃,搅拌速度为120 r/min情况下,锰镁分离率可达96.96%。该锰镁分离工艺既解决了酸化还原焙烧尾气(SO2)的高效回收利用问题,又高效地实现了浸出液中锰镁离子的分离。     

离子交换法从低品位石煤钒矿浸出液提钒工艺研究

采用离子交换法对石煤钒矿通过拌酸保温熟化—堆浸所得浸出液进行了提钒工艺研究, 主要考察离子交换法提钒工艺, 树脂类型、溶液pH值、动态吸附对钒吸附率的影响。试验结果表明, 含钒浸出液经中和—氧化后调节pH=1.88得到交换前液, 优选吸附性能较好的阴离子交换树脂D201, 进行动态吸附, V₂O₅饱和吸附容量217.66 mg/mL湿树脂; 以4% NaOH+4% NaCl配比的解吸剂对D201进行动态解吸, 解吸液中V₂O₅含量最高达到119.49 g/L, 在解吸液体积(mL)与湿树脂体积(mL)比为3.7时, 树脂解吸率已超过99%;所得解吸液经酸性铵盐一步沉钒法制备得到品位超过98%的高纯V₂O₅产品。本试验提供了一种操作方便、成本低廉的提钒工艺, 树脂D201具有对钒吸附容量大、吸附率高、处理量大等优势, 富钒解吸液无需净化处理, 利用铵盐一步沉钒法最终得到合格产品, 并且避免了萃取工艺带来的废水处理难度大的问题, 工艺适应性强。      

电解锰渣碱浸提硅工艺及动力学研究

研究了电解锰渣碱浸提硅过程中, 浸出时间、浸出温度、氢氧化钠初始浓度、液固比(溶液体积与电解锰渣质量比)和搅拌速率对二氧化硅浸出率的影响, 探讨了电解锰渣中二氧化硅的浸出动力学。结果表明, 当浸出温度130 ℃、浸出时间5 h、氢氧化钠初始浓度12.5 mol/L、液固比5 mL/g、搅拌速率300 r/min时, 二氧化硅浸出率达到82.04%; 90~130 ℃时, 浸出过程遵循受界面化学反应控制的收缩未反应核模型, 化学反应活化能为72.0 kJ/mol, 表观反应级数为1.12。