亚硫酸钙和硫酸钙混合物共沉淀实验研究

亚硫酸钙和硫酸钙的沉淀物是钙基脱硫的必然产物,目前对于这两者的沉淀缺乏研究。文章用亚硫酸钠、硫酸钠和氯化钙溶液配制亚硫酸钙和硫酸钙的混合溶液,分别研究了25、45、55℃下,钙离子浓度为0．04M时,不同比例的亚硫酸钙和硫酸钙过饱和溶液的共沉淀过程中各离子的浓度变化,并探讨了温度、硫酸钙对亚硫酸钙沉淀晶型、热力学参数的影响。试验结果表明,在低浓度条件下,经过50h可沉淀完全,亚硫酸钙和硫酸钙共沉淀时形成混晶。混晶中硫酸根离子占了总比例20％,并得到了亚硫酸钙和硫酸钙共沉淀时的溶度积,从溶度积中求得沉淀过程的焓变。硫酸根离子的存在提高了钙离子平衡浓度,容易结垢,同时硫酸根离子的存在大大减小了亚硫酸根的离子浓度,不利于脱硫,因此必须控制双碱法过程中的氧化率在20％以下。     

二水硫酸钙与碳酸铵反应过程中物料比对钙离子相转移速率的影响

选择二水硫酸钙晶须为研究对象,在温度、搅拌速度、料浆浓度不变的条件下,探究了二水硫酸钙与碳酸铵反应过程中物料比n(NH4)2CO3:nCaSO4獉2H2O对钙离子相转移速率的影响。结果表明,物料比在1.05∶1~1.4∶1之间时,生成的碳酸钙沉淀于溶液中,钙离子相转移是溶解-结晶过程,二水硫酸钙转化率和碳酸钙颗粒粒径均随物料比增大而增大,即相转移速率与物料比成正比。     

钙镁比对循环水结垢性与腐蚀性的影响

天然水中溶解的离子主要来自岩石层中的矿物质，如碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁、氯化钠、无水硫酸钠等。随着水流过的岩层不同，水的酸碱性有所不同，溶解的离子也不同。在淡水中，一般钙离子浓度高于镁离子，Ca^2 ／Mg^2 的摩尔比一般为2～4。在海水中，镁离子浓度大大高于钙离子，在高含盐水中，镁离子浓度也多高于钙离子。     

矿化度对硫酸钙溶解度的影响

含油污水在油田开发生产中不可避免。不同来源含油污水的水质差别较大。在转运、处理与回注或外排过程中,不同类型的污水相互混合,其中的离子容易发生沉淀反应而结垢,严重影响油田开发效益。对含油污水开展了大量的结垢规律实验研究,并对硫酸钙的形成机理有了比较深入的认识,通过了解污水中硫酸根与碳酸氢根、碳酸根含量的范围,设定一定的梯度(硫酸根离子、碳酸氢根离子、碳酸根离子、钙离子)含量进行实验。结果表明,盐含量的增加,硫酸钙的溶解度在逐渐增大。     

磷矿回水水质参数对管道结垢影响研究

针对磷矿浮选回水循环利用过程中管道结垢问题,在实际浮选废水环境中采用静态挂片法对结垢影响因素进行研究。主要考察了废水中钙离子质量浓度、硫酸根离子质量浓度、镁离子质量浓度、pH值及废水的温度对结垢的影响。结果表明:管道主要发生二水硫酸钙结垢;增加废水中钙离子和硫酸根离子质量浓度会加快结垢;结垢现象随着温度升高变得严重;镁离子可以减少垢的形成,对结垢起抑制作用;在酸性环境中,pH值越低,结垢越严重。     

铁矿粉烧结收尘灰中提取钾的试验研究

烧结收尘灰是铁矿粉烧结过程中产生的固体废弃物,含有氯化钾等有价元素,可作为二次资源回收利用。采用水溶液浸取烧结收尘灰原料,浸出液经净化,蒸发浓缩得到氯化钾产品。研究表明,较好的制备工艺条件为浸出温度60℃、浸出时间0.5 h、浸出液固比1.5,净化反应碳酸钠用量为理论用量的1.6倍,净化温度室温,沉淀时间0.5 h,搅拌速度300 r/min。     

高矿化度体系碳酸钙结垢动力学研究

研究了高矿化度油田模拟水中各离子初始浓度、pH值对成垢量的影响。结果表明,钙离子、硫酸根离子初始浓度的增加会增加结垢量,碳酸氢根离子、pH值对结垢量的影响较小,氯离子的增加会溶解部分垢量。碳酸钙过饱和溶液中,电导率法能直观测量碳酸钙过饱和溶液的离子浓度,电导率与离子浓度具有良好的线性关系。CaCO3结垢过程中,晶核生成与晶粒长大的活化能分别为32 072 J和13 177 J。     

磁化条件下不同镁盐对碳酸钙溶解行为的影响

为阐明磁化条件下无机镁盐对碳酸钙溶解行为的影响规律,采用检测溶液电导率、pH和钙离子浓度等方法来考察磁化条件下不同种类镁盐（硫酸镁、硝酸镁、氯化镁和碳酸镁）对碳酸钙溶解行为的影响。结果表明,磁化条件下硫酸镁、硝酸镁和氯化镁对碳酸钙有促溶作用,作用最显著的是硫酸镁,其可使溶液钙离子浓度提高55.0%;碳酸镁对碳酸钙有阻溶作用,其可使溶液钙离子浓度减少36.0%。硫酸镁、硝酸镁和氯化镁对碳酸钙有促溶作用的原因在于溶液中镁离子产生的盐效应以及3种镁盐造成磁化碳酸钙溶液pH不同程度的减小。而碳酸镁对碳酸钙有阻溶作用的原因在于碳酸根产生的同离子效应和极化作用以及碳酸镁使磁化碳酸钙溶液pH增大。研究结果揭示了磁化溶液中不同镁盐对碳酸钙溶解行为的影响规律,可为利用镁盐调控碳酸钙溶解行为提供理论依据,并对强化磁化除垢效果有一定的参考意义。     

钛石膏制备CaSO_4晶须

以钛石膏为原料、MgCl_2为晶型助长剂、常压酸化法制备硫酸钙晶须。用钛石膏纯化制备硫酸钙既会把钛石膏得到充分利用,创造价值,也会实现天然石膏资源的可持续发展,保护环境。要充分利用钛石膏就要对其纯化,除去含量较高的三氧化二铁杂质。常见方法是除去铁离子,但过程会复杂化,在此,通过沉淀溶解平衡将硫酸根离子直接沉淀出来,省去复杂的除杂步骤。目前,在生成硫酸钙晶须的理论中,溶解沉淀理论得到了大多数研究者的支持。沉淀溶解理论认为,生成硫酸钙晶须实质上是颗粒状的CaSO_4·2H_2O向纤维状的CaSO_4·1/2H_2O和CaSO_4转变的过程。该过程本质上是一个"溶解—结晶—脱水"的过程。     

脱硫灰中硫酸根含量的测定(称量法)

用热的盐酸溶解脱硫灰样品,用氯化钡溶液沉淀硫酸盐,经过滤灼烧后,以硫酸钡形式称量,测定结果以二水合硫酸钙计算。进行了硫酸钡沉淀的形成时间与测定结果的关系试验;确定了氯化钡与硫酸根形成沉淀的微沸时间;进行了试样灼烧之后冷却时间与称量结果的关系试验;确定了最佳操作条件。方法的准确度高,精密度良好。     

垃圾焚烧飞灰水洗脱氯及重金属浸出特性研究

系统研究了机械炉排炉垃圾焚烧飞灰水洗过程中氯化物和重金属的浸出特性,并采用Visual MINTEQ模拟分析水洗液中重金属的存在形态。结果表明：飞灰中的氯主要以可溶性氯化钠（NaCl）、氯化钾（KCl）、氯化钙（CaCl₂）、碱式氯化钙（CaClOH）的形式存在,飞灰水洗浸出成分97%以上为氯离子（Cl^-）、钠（Na）、钾（K）、钙（Ca）,其中氯离子占比高达60%;重金属及其他成分的浸出量很少,不足1%。水洗对氯离子的去除效果非常明显,可达92%以上,但是重金属的浸出量极低。飞灰单次水洗最佳条件：液固体积质量比为6 mL/g,洗涤时间为10 min。Visual MINTEQ模型分析表明,pH是控制飞灰水洗液中铅（Pb）、铜（Cu）、锌（Zn）、镉（Cd）形态的重要因素,氯离子（Cl^-）对镉的形态分布也有着重要的影响。飞灰水洗液电导率与氯离子质量浓度具有极好的线性相关性,其可作为监测滤液中氯离子质量浓度变化的有效间接指标。     

盐溶液种类和浓度对α-半水脱硫石膏合成的影响

为了解决脱硫石膏的大量堆存对环境造成的潜在危害,同时提高脱硫石膏的附加值,采用常压盐溶液水热法以电厂脱硫石膏为原料探究α-半水石膏的最佳合成工艺,重点研究了盐溶液种类及浓度对α-半水石膏的合成过程、合成产物组成及结构的影响。结果表明：在氯化钙、氯化镁盐溶液中,由于同离子效应和硫酸镁离子对的形成,导致半水石膏的形成过程受阻。较高浓度氯化钾和氯化钠盐溶液可使二水石膏发生转晶,其中氯化钾会致使半水石膏过度脱水生成无水钾石膏,氯化钠盐溶液可以使二水石膏转变为半水石膏并维持较长时间,通过比较得出最佳合成工艺为氯化钠溶液质量分数为15%、体系反应温度为95 ℃、固液质量比为1∶4、搅拌速率为150 r/min、合成时间为3 h,可以制得长径比约为5∶1的六方短柱状α-半水石膏。     

硫铝酸钙的氧化铝溶出性能

使用分析纯CaCO₃、Al₂O₃与CaSO₄·2H₂O配料,在1375℃、保温2 h的条件下合成了纯物相硫铝酸钙3CaO·3Al₂O₃·CaSO₄（C₄A₃S）,对其物相组成和微观形貌进行了表征。并探究了碳碱浓度、苛碱浓度、溶出温度、溶出时间、粒度等因素对C₄A₃S氧化铝溶出性能的影响。结果表明：C₄A₃S的氧化铝溶出性能随着碳碱与苛碱浓度的增加先提高,之后趋于稳定。粒度越小,溶出率越高。与七铝酸十二钙12CaO·7Al₂O₃（C₁₂A₇）相比,C₄A₃S的孔洞状结构使其氧化铝更易溶出,在10 min时氧化铝溶出率即达到98%以上,且溶出所需的碳碱浓度与溶出温度均低于C₁₂A₇。在最佳条件：碳碱80 g·L^-1、苛碱10 g·L^-1、溶出温度80℃、溶出时间10 min下,C₄A₃S的氧化铝溶出率为98.76%。     

由硫酸亚铁制取硫酸钾和氧化铁红

以钛白厂副产硫酸亚铁为原料,加入工业品碳酸氢铵,得到碳酸亚铁结晶和硫酸铵溶液,实验研究各参数对过程的影响,得到了最佳工艺条件;用硫酸铵与氯化钾作用制取硫酸钾和氯化铵,确定了适宜的工艺参数;选择一种有机胺介质,它能降低硫酸钾在溶液中的溶解度,使钾的转化率提高到８５％;最后将碳酸亚铁通入空气氧化制取铁红。整个过程原料综合利用好,经济效益好。     

关于云南钾资源利用途径的探讨

提出低品位钾矿采用溶解结晶法比浮选法优异，产出ＫＣｌ和ＮａＣｌ产品，相对经济合理。又研究了由钾矿直接制取碳酸钾工艺，认为更加可取。     

正交试验法确定低品位钾矿溶解的最佳条件

以青海马海盐矿为原料,采用正交试验法研究盐矿中K+、Na+的溶解规律。一定的溶矿时间后,用正交试验法研究了液固比、溶剂中氯化钠的含量及溶剂中氯化镁的含量这3个素对矿液中K+、Na+含量的影响,并对正交试验的结果做了SPSS分析。3因素对试验结果中K+、Na+含量影响的主次顺序：液固比＞溶剂中氯化钠的含量＞溶剂中氯化镁的含量。实验确定了溶矿的最佳条件：液固比为1∶0.5、溶剂中氯化钠的质量分数为其饱和度的50%、溶剂中氯化镁的质量分数为3%。最佳条件下KCl的质量分数大于1.2%,符合要求,且NaCl的溶解量很小,达到不使盐矿骨架坍塌的要求。     

水泥预分解系统粉尘与碱、氯、硫融体的粘结特性及其对结皮的影响

采用化学试剂和生产原料,研究了预分解系统内粉尘与碱、氯、硫等单一或复合低温融体之间的粘结特性。结果表明：作为低温融体,KCl和混合融体KCl K2SO4 Na2SO4粘(融)结粉尘的粘结能力最强,对结皮堵塞的影响最大;其次是CaCl2,Na2SO4和混合融体CaCl2 K2SO4 Na2SO4;而单一的K2CO3和K2SO4对结皮的影响较小。作为粉尘,CaSO4最容易被各种融体粘结形成坚硬结皮;C2S与CaCO3较容易被融体粘结形成疏松结皮;CaO,Al2O3,MgO,Fe2O3,SiO2不易被融体粘结。分解率高(98％)的生料不容易被融体粘结;分解率低的生料较容易被粘结形成结皮。因此,提高入窑生料分解率不会增加而是可减少结皮堵塞的几率。     

氯化钠、硫酸钠溶液对混凝土抗冻性的影响及其机理

研究了混凝土在质量分数为3．5％的氯化钠溶液、5．0％的硫酸钠溶液中的抗冻性,结果表明,不同的盐溶液对混凝土抗冻性有不同的影响,在氯化钠溶液中冻融时,混凝土表面产生严重的剥落;而在硫酸钠溶液中冻融时,质量损失小,原因在于氯化钠溶液冻结以后压缩塑尾较小,而硫酸钠溶液冻结后在压缩塑性很大,在溶液中冻融时混凝土的相对动弹性模量下降比在水中略为缓慢,但水灰比0．26的混凝土在硫酸钠溶液中冻融后期相对动弹性模量下降很快,过早破坏,原因在于经过一定时间硫酸盐侵蚀发挥作用以后与冻融破坏产生交互作用。     

非水溶性钾矿烧结-明矾石法并联工艺利用初探

提出并研究了非水溶性钾矿烧结-明矾石法并联处理工艺。以霞石、钾长石等非水溶性钾矿为原料,采用碱石灰烧结法生成含钾铝酸钠溶液,用该溶液在一定条件下溶出明矾石矿或合成纯明矾石,为溶液中引入SO2-4,在高浓度、低温度的条件下使K2O、Na2O与SO2-4结合成钾芒硝析出,实现铝钾分离和溶液净化,形成循环。同时提出钾芒硝纯化为硫酸钾的方法和新工艺优化途径。