焙烧-水化络合法脱除镁废渣中钙杂质的研究

以含钙镁废渣为原料,采用高温焙烧-EDTA络合法脱除其中的钙杂质制备高纯氧化镁,探究了焙烧温度与时间、EDTA溶液浓度、络合温度、液固质量比与水化时间对钙杂质脱除效果的影响。利用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等方法对样品结构进行表征。结果表明,镁废渣中钙、镁分别以碳酸钙（CaCO₃）和碱式碳酸镁[4MgCO₃·Mg（OH）₂·4H₂O]形式存在,经过高温焙烧过程分别分解为氧化钙（CaO）和氧化镁（MgO）。热力学计算表明,体系中钙、镁离子与EDTA的络合能力存在较大差异,EDTA与钙离子络合能力强,与镁离子络合能力极弱,络合作用促进CaO溶解,使钙离子进入液相,MgO停留在固相,实现钙、镁分离。在800 ℃、0.5 h、c（EDTA）=0.01 mol/L、液固质量比为80∶1、常温水化时间为2.0 h时,钙脱除率达到98.78%,产物经105 ℃烘干8.0 h,MgO纯度大于99.00%。     

用可溶草酸盐测定水泥及原料中氧化镁

用络合滴定法测定水泥及原材料中的氧化镁 时,大多采用差减法。由于水泥、石灰石、熟料、矿渣 等原材料中氧化钙的含量通常为氧化镁含量的数十 倍,从钙镁合量中减去氧化钙以求算少量的氧化镁, 其测定结果不能令人十分满意,超差频率比原子吸 收法高得多。根据笔者长期实践,用可溶草酸盐分离 氧化钙,直接采用ＥＤＴＡ络合滴定法测定水泥及原材 料中氧化镁,其结果准确、可靠。仪器试剂投资比原 子吸收法少得多。现介绍如下。 １测定原理 草酸根能与钙离子形成溶解度极小的ＣａＣ２Ｏ４沉 淀,而与镁离…     

高镁磷尾矿碳化法制备碱式碳酸镁研究

以高镁磷尾矿为原料,采用碳化法对高镁磷尾矿中的磷、镁、钙进行分离,经过煅烧、消化、碳化、热解处理等工序得到碱式碳酸镁和磷精矿。实验结果表明：将高镁磷尾矿煅烧后的消化料浆先进行常压碳化然后进行加压碳化,加压碳化条件为料浆氧化镁质量浓度为12.0~13.5 g/L、二氧化碳分压为0.18 MPa、碳化终点温度为25 ℃,在此条件下镁的回收率达到87%~90%,得到的磷精矿五氧化二磷质量分数达到28%~30%,磷的回收率为60%~65%;将两步碳化后得到的重镁水进行热解,热解条件为重镁水氧化镁质量浓度为10~12 g/L、真空度为0.085 MPa、热解温度为60 ℃、热解时间为50 min,在此条件下所得滤液氧化镁质量浓度为0.7 g/L,镁的回收率为93%。以高镁磷尾矿为原料,采用碳化法制得碱式碳酸镁,经分析产品质量符合HG/T 2959—2010《工业水合碱式碳酸镁》的要求。采用碳化法处理高镁磷尾矿,磷、镁回收率高。此方法为中国高镁磷尾矿的回收利用提供了一条行之有效的技术途径。     

高岭土还原络合漂白工艺中络合剂的选择

以广西北海地区高岭上为原料,二氧化硫脲为还原剂,选取几种不同种类的络合剂(腐植酸,三乙醇胺,三聚磷酸钠,柠檬酸和EDTA),考察了它们在高岭士还原络合漂白工艺中的络合作用.结果表明:不加络合剂的空白试验可使漂白后高岭土的煅烧白度由83%增加到86%.加入络合剂后对漂白均起到了强化效果,其中腐植酸,三乙醇胺,EDTA在用量为0.3%时,町使漂白后高岭土的煅烧白度达到88%.三乙醇胺在投加量为0.5%,矿浆pH值为7.5,矿浆浓度为20%,反应时间为1h时,可使漂白后高岭上的煅烧白度达纠89%左右.     

白云灰乳碳酸化工艺研究

中国白云石蕴藏量巨大,白云灰乳碳酸化是白云石碳化法制备轻质碳酸镁、氧化镁等镁化合物的关键步骤之一,关系到镁的产率、产品中钙的含量及生产成本。通过单因素实验和正交实验,研究了碳酸化过程镁的溶出率及重镁水中的钙含量与碳酸化反应温度、反应终点pH、白云灰乳质量浓度的关系,从而为提高碳酸化过程镁的溶出率,实现钙镁的有效分离提供可靠的依据。研究表明：影响镁的溶出率及重镁水中钙含量的主要因素为pH。白云灰乳碳酸化最佳工艺条件：白云灰乳质量浓度为9.00 g/L（以氧化镁计）,反应温度为30 ℃,反应终点pH为7.50。在此条件下镁的溶出率为74.49%,重镁水中钙的质量浓度为0.10 g/L。     

应用阳离子交换剂测定铁矿中的钙和镁

铁矿中氧化钙和氧化镁的含量,升降于千分之几到5～6%之间。因为大量铁的存在,测定时比较繁杂,因为需要预先按水合氧化铁的形态测定铁,而水合氧化铁能吸附碱土金属,造成钙、镁的损失。第一次沉淀所得的沉淀物,不可避免地要带下这些钙和镁等杂质,因此必须再沉淀。根据Н.А.Тананаев的方法,从浓溶液中进行快速沉淀,可以减弱水合氧化铁的吸附性能。依此可得紧密的沉淀,沉淀的颗粒大,沉降快,稳定,并能进行多次倾泻。Тананаев制备分析用沉淀的方法的价值,后来已被Ю.А.Клячко,Н.П.Коцд-     

光度滴定测苦土钙镁含量

1 前言苦土系氧化镁的俗称。主要成份是氧化镁,亦含少量氧化钙、盐酸不溶物及微量铁、铝化合物等。其钙、镁含量常用络合滴定法测定。该法不仅操作稍烦,而且滴定终点不易判断,其精密度和准确度都不太高。为此,笔者拟定了“中性过滤,省去掩蔽,连续光度滴定钙、镁”的方法。光度滴     

钙镁含量的连续测定方法

常规化学分析中，对于石灰石、白云石中钙（氧化钙）和镁（氧化镁）的测定，一般先用酸溶解样品，再控制pH值为１０的条件下测定钙镁合量，在pH值１２～１３的条件下测定氧化钙含量，然后用差减法求得氧化镁的含量。笔者经过试验，拟定了首先将pH值控制在１２～１３的条件下，测出氧化钙含量，再改变pH值到１０，测定氧化镁含量的钙镁连续滴定方法。本法与常规方法相比，其最大特点就是能将２种离子连续滴定，且其精密度和准确度与常规方法基本一致。１试验部分１．１主要试剂钙标准溶液：用基准碳酸钙配成浓度为２．０mg／ml的标准溶液；…     

偶氮氯膦Ⅰ光度法测定粘土中低含量的氧化钙和氧化镁

将酸溶试样蒸干,铜试剂和三乙醇胺掩蔽分离铁、铝、锰等干扰元素。在ＰＨ＝１０．５缓冲溶液中偶氮氯膦Ⅰ光度法事低含量的氧化钙和氧化镁。在最大吸收波长５９０ｎｍ处钙和镁有相同的摩尔吸光度。８测定Ａ１,再加入３．００ｍｌ,ＥＧＴＡ－Ｐｂ溶液使钙络合物颜色消退,测吸光度Ａ２（相当于Ｍｇ量）,据（Ａ１－Ａ２）从曲线上查钙量。钙：４～８０ｕｇ／５０ｍｌ,镁４～５０ｕｇ／５０ｍｌ,符合比尔定律。     

柠檬酸稀溶液的络合萃取研究

利用磷酸三丁酯（TBP）、三烷基胺（7301）为络合剂,分别采用甲苯、正辛醇、煤油作为稀释剂萃取柠檬酸稀溶液。实验结果表明,用混合型络合剂对柠檬酸稀溶液进行萃取,具有相当高的分配系数。考察了柠檬酸溶液初始浓度、有机相中络合剂浓度、温度对络合萃取相平衡分配 系数的影响,获得了萃取工艺过程较佳的操作条件;并对三烷基胺萃取柠檬酸稀溶液的机理进行了探讨,证实了三烷基胺对柠檬酸的萃取时同时存在离子缔合成盐和氢键缔合溶剂化两种历程。     

金属氧化物对油页岩热解产物收率及组成分布的影响

通过固定床反应器,对4种金属氧化物（Al₂O₃、MgO、CaO、Fe₂O₃）对油页岩热解所得油、气产率及成分的影响进行了研究。结果显示,碱性CaO对油、水、气、焦产率分布影响较为突出,可提高页岩油与半焦产率,并降低热解气产率;而酸性较强的Al₂O₃可同时提高页岩油、热解气和热解水的产率,有利于促进挥发分的析出;比较而言,MgO和Fe₂O₃的作用相对较弱。4种金属氧化物均可提高热解气中H₂、CH₄和C₂的产率;CaO作用下CO₂含量降低,而其他金属氧化物对CO₂的产生有不同程度的促进作用;Fe₂O₃可促进H₂产生;Al₂O₃作用下CH₄含量有所增加。4种金属氧化物均可促进页岩油中芳香烃的产生,并且CaO和MgO两种碱土金属氧化物作用下,短链（C₆~C₁₂）烷烃和烯烃含量均增加,而掺混Al₂O₃时页岩油中仅短链（C₆~C₁₂）烷烃含量增加。对此机理进行推测认为,碱性CaO和MgO首先与以脂肪酸形式存在的有机质进行酸碱反应,得到脱羧活性更高的羧酸盐,后者脱羧所得中间产物具有生成烷烃或烯烃两条可能路径,同时得到碳酸盐;而在具有Lewis酸特征的Al₂O₃作用下,脱羧产物为CO₂,并同时得到饱和烃产物。     

Fe2O3-CuO/ZSM-5催化剂催化低浓度瓦斯制甲醇

采用催化氧化的方法,将煤矿抽采瓦斯制成高价值的化学品或液体燃料甲醇是其综合利用的一个发展方向。寻找对瓦斯转化具有较好的催化效果,且能替代贵金属催化剂的普通催化剂是瓦斯催化氧化制甲醇的研究重点。本文以硝酸铁、硝酸铜和ZSM-5分子筛为原料,采用离子交换法制备了Fe₂O₃/ZSM-5、CuO/ZSM-5和Fe₂O₃-CuO/ZSM-5催化剂,并在乙酸溶剂中考察了3种催化剂催化低浓度瓦斯部分氧化合成甲醇的性能。结果表明,Fe₂O₃/ZSM-5、CuO/ZSM-5和Fe₂O₃-CuO/ZSM-5对瓦斯部分氧化制甲醇反应均有催化活性,但Fe₂O₃-CuO/ZSM-5的催化效果最明显,且Fe、Cu负载量对催化剂的催化活性影响较为显著,Fe和Cu的最佳理论负载量分别为4.21%和3.22%。在Fe₂O₃-CuO/ZSM-5(x_Fe=4.21%,x_Cu=3.22%)添加量为0.1g、乙酸溶剂用量30mL的条件下,Fe₂O₃-CuO/ZSM-5催化甲烷体积分数为20%配制瓦斯制甲醇的最佳反应条件为初始反应压力4.0MPa、反应温度200℃、反应时间3h。     

碱性氧化物对煤灰熔融特征行为的影响

利用分析纯试剂制备了酸碱比为0.82，但Na₂O、CaO、MgO和Fe₂O₃含量不同的合成灰，并在815℃下在马弗炉中进行灼烧后，对其熔融温度进行测定。同时利用扫描电子显微镜-能谱仪（SEM-EDS）和X射线衍射仪（XRD）对样品微观形貌和矿物组成进行表征。结果表明：随着Na₂O质量分数从4%升高到12%，合成灰变形温度（DT）、软化温度（ST）、半球温度（HT）和流动温度（FT）分别从1225℃、1233℃、1255℃和1297℃下降为1162℃、1174℃、1181℃和1189℃，意味着Na₂O对合成灰具有较强的助熔效果；随着CaO和MgO含量在合成灰中分别增加，DT、ST和HT均单调上升，而FT则呈先下降后上升趋势，说明二者含量变化与合成灰熔融温度呈非线性关系；随着Fe₂O₃质量分数由5%增加至30%，FT由1215℃上升至1308℃，而其他3个熔融特征温度并无显著变化。通过SEM-EDS和XRD表征发现，合成灰中耐熔矿物（SiO₂和CaAl₂Si₂O₈等）和助熔矿物（CaMgSi₂O₆和NaAlSiO₄等）的比例变化和含钠矿物、含钙矿物之间低温共熔反应程度是影响其熔融温度的主要原因。综合对比所有合成煤灰熔融特征温度和化学组成发现，对于具有相同酸碱比的煤灰，DT主要与样品中Na₂O含量和碱土金属总量（CaO+MgO）密切相关影响，而FT主要受Na₂O和Fe₂O₃含量影响。     

O2/CO2燃烧对神华煤Ca和Fe交互反应影响

选用高Ca、高Fe含量的神华煤,在沉降炉系统中进行空气以及O₂/CO₂燃烧实验。利用X射线荧光探针(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、先进计算机控制扫描电镜(CCSEM)分别对总灰元素、晶相组成以及主要矿物元素的共生特性进行深入表征。结果表明氧/燃料燃烧促进了Fe、Ca与其他矿物元素的交互反应,总灰中Fe在Fe-rich类矿物分布减少,而在铁铝硅酸盐(Fe-alsil),尤其是在Fe与Ca发生交互反应的Fe+Ca类矿物的分布增加,同时Ca也存在类似的分布规律。对总灰中Fe+Ca类矿物深入分析发现,氧/燃料燃烧条件下总灰中Fe+Ca类矿物结渣倾向更严重(Fe₂O₃/CaO摩尔比为0.5～3)。     

Cu2O催化甲醛乙炔化反应助剂效应

在液相还原法制备的纯Cu2O样品中,采用浸渍法分别引入Mg、Al、Fe助剂制备Cu2O-MgO、Cu2O-Al2O3、Cu2O-Fe2O3催化剂。采用XRD、FT-IR、TEM和H2-TPR等对催化剂进行表征,研究不同助剂的加入对甲醛乙炔化反应的影响。结果表明,不同助剂对催化剂的结晶度和可还原性能有较大影响,进而使甲醛乙炔化表现出不同的催化活性。相比MgO与Al2O3,Fe2O3的引入,使Cu2O结晶度明显下降,主要是由于Fe2O3与Cu2O之间产生强的相互作用,有利于乙炔亚铜活性物种的形成,从而表现出最优的催化性能。     

枸溶性磷淤渣综合利用实验研究

旨在将生产工业磷酸一铵（MAP）产生的磷淤渣中的硫、镁和磷高效分离利用,同时去除杂质离子。通过对磷淤渣进行酸浸、脱氟、冷却结晶、除杂和氨化等制备硫酸铵镁和硫基磷铵。研究表明,当酸浸液脱氟后加入氨水调节pH至0.85时,经冷却结晶硫酸铵镁的产率可达62%;在冷却结晶硫酸铵镁后的滤液中加入氨水调节pH至2.6,滤液中的杂质三氧化二铁（Fe₂O₃）、氧化铝（Al₂O₃）、氧化镁（MgO）质量分数分别降低至0.08%、0.58%、0.93%,向除杂后的滤液中通入氨气并控制pH=9,经浓缩、干燥可得到硫基磷铵,硫基磷铵的总氮质量分数≥16%、有效磷质量分数≥26%、总硫质量分数≥11%、水溶性磷占有效磷质量分数≥75%以上。通过这种途径实现磷淤渣的高效利用更加绿色环保。     

制备高品质磷石膏的湿法磷酸新工艺的开发

采用三级磷酸逆流萃取,然后加硫酸结晶的方法制备出高品质的磷酸和磷石膏。利用单因素实验法考察了温度、液固比、反应时间以及硫酸的用量对P₂O₅和各杂质萃取率的影响;通过实验确定最佳反应温度90℃,最佳反应时间2h,最佳液固比12:1,第三级硫酸的最佳用量为1.2%;萃取率达到98%以上;产品磷酸中的杂质CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO含量分别下降到0.29%、0.11%、0.24%、0.431%;制备出白色的磷石膏,所得石膏采用水热法制备出晶形好和长径比较大的晶须;此法能运用到其他低品位的矿,适应性强,能够实现经济附加值,有广阔的推广前景。     

磷酸活化磷尾矿制取聚合态钙镁磷肥的工艺条件研究

为减少磷尾矿对环境的损害,采用高温分子间脱水聚合的方法,对利用磷尾矿合成聚合态钙镁磷肥做了研究。将磷酸和磷尾矿按照物质的量比[n（P₂O₅）∶n（CaO+MgO）]为1∶（1.2~1.8）进行混合反应,将反应的料浆在250~600 ℃下煅烧1~5 h得到干基的产品。产品检测结果表明,聚合态钙镁磷肥的聚合度为1~4,P₂O₅的聚合率在80%以上,总P₂O₅质量分数为50%~60%,CaO质量分数为17%左右,MgO质量分数为12%左右,产品结构为多孔隙的球状结构。该产品可以根据不同地区的需要灵活调整原料配比,以得到不同性质的产品。该研究已经在中试装置中进行试生产,正式生产车间目前正在中国贵州建设,目标产能为20万t/a。     

Sulfates in cement clinkering: Immiscibility between sulfate and oxide melts at 1350°C

An oxide liquid having an initial composition CaO = 54.8, Al₂O₃ = 22.7, Fe₂O₃ = 16.5, SiO₂ = 6.0 wt %) was equilibrated at 1350°C with molten CaSO₄---K₂SO₄---Na₂SO₄ mixtures. Five melts showed macroscopic liquid immiscibility. Chemical analyses of the coexisting liquids are presented showing the partition of chemical components. The relevance of extensive oxide-sulfate liquid immiscibility to cement clinkering is discussed.