基于MICP的固化粉尘微生物抑尘剂试验研究

为降低露天煤矿排土场粉尘浓度,减轻和防止粉尘危害。基于微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)固化粉尘技术,探究了环境因素(温度、pH)对巴氏芽孢杆菌生长的影响,通过测定CaCO₃的产量来评估细菌浓度、胶结液浓度和营养液浓度对固化效果的影响;通过设计正交试验,采用矩阵分析法对巴氏芽孢杆菌微生物抑尘剂配比进行优化,提出1种新型高效、环保矿用微生物抑尘剂。结果表明：巴氏芽孢杆菌的最佳培养条件为30～35℃、pH7.5左右,微生物抑尘剂适用于偏高温、中碱性环境下的露天煤矿;微生物诱导碳酸钙沉淀过程CaCO₃的生成量与营养物质浓度和菌液浓度呈正相关关系,CaCO₃的生成量随胶结液浓度(尿素、氯化钙)增大呈现先增大后减小的趋势;巴氏芽孢杆菌微生物抑尘剂具有良好的渗透性、抗强风、保水、抗雨淋等综合性能,巴氏芽孢杆菌微生物抑尘剂成分配比优化方案为：巴氏芽孢杆菌菌液OD600值为1,胶结液(尿素、氯化钙混合溶液)取0.5 mol/L,营养物质溶液取2 g/L。     

形貌控制合成纤维状氧化亚镍粉末新型前驱体

以可溶性镍盐和草酸或草酸铵为原料, 利用氨为配位剂, 通过配位沉淀法制备了纤维状氧化亚镍粉新型前驱体, 并采用XRD、红外光谱(IR)和扫描电镜(SEM) 研究了前驱体粉末的物相、成分与形貌, 系统考察配位沉淀条件包括溶液pH值、反应温度、反应物浓度和表面活性剂对前驱体粉末形貌、粒度和成分的影响。结果表明: Ni(Ⅱ)-C₂O4^2--NH₃-NH₄⁺-H₂O反应体系中, 在溶液pH值为8.2～8.8, 温度为60～70 ℃, Ni²⁺浓度为0.5～0.8 mol/L, 表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)用量为0.1%～0.5%条件下得到的新型前驱体为草酸镍氨复盐, 其形貌为纤维状; 氨与镍离子配合并生成草酸镍氨复盐是纤维状形貌形成的内在机制。通过在空气中热分解该种前驱体即可得到比表面积为5.944 m²/g、轴径比大于50的纤维状氧化亚镍粉末。     

微细氧化钴粉的研制

以硫酸钴为原料, 用草酸盐沉淀-灼烧方法制备了粒度为1～10 μm的微细氧化钴粉末。得出了最佳工艺条件: 硫酸钴浓度0.6～2.4 mol/L, pH = 4～5, n(C₂O₄^2- )∶n(Co²⁺) = 1.2～1.3, 沉淀温度40～50 ℃, 灼烧温度500～700℃, 灼烧时间5 h。     

高砷金精矿硫代硫酸盐浸出试验研究

以某高砷金矿经两次粗选—两次精选—四次扫选选别得到的含金24.6g/t的金精矿为原料,采用响应曲面法对该金精矿硫代硫酸盐浸出过程进行优化分析,同时探索了S_2O_3~(2-)、NH_4~+和Cu~(2+)浓度等因素对浸出效果的影响。结果表明,浸出溶液中的S_2O_3~(2-)、NH_4~+和Cu~(2+)浓度对金浸出率的影响程度依次是[S_2O_3~(2-)]>[Cu~(2+)]>[NH_4~+]。在浸出时间4h、浸出温度40℃、矿浆pH值10、搅拌速度300r/min、硫代硫酸钠浓度0.5mol/L、硫酸铵浓度1.0mol/L、铜离子浓度为0.035mol/L条件下可获得最佳的浸出效果,最佳金浸出率为90.28%,可实现该高砷金精矿中金元素的有效回收。研究结果可为解决该类型浮选金精矿浸出方案和高砷金精矿硫代硫酸盐浸金工艺提供参考。     

高镁磷尾矿制备二水硫酸钙晶须的研究探讨

以高镁磷尾矿为原料,采用常压酸化法制备二水硫酸钙晶须,通过单因素条件试验考察了H~+浓度、Mg~(2+)浓度、PO_4~(3-)浓度及Fe~(3+)浓度等因素对晶须长径比的影响,并通过对比试验探究了滴加方法及酸解液陈化的影响。结果表明,制备硫酸钙晶须的最佳工艺条件为:在反滴且酸解液陈化的前提下,H~+浓度为3 mol/L,Mg~(2+)浓度为3.27 mol/L,PO_4~(3-)为1.112 mol/L,同时尽量除去Fe~(3+),在此条件下制备而成的硫酸钙晶须长径比达到50以上,且形貌均一。     

煤矸石制备沸石分子筛及其对酸性废水中Cu2+的吸附性能

煤矸石中富含SiO₂和Al₂O₃,可作为制备沸石分子筛的原料。对枣庄矿业集团煤矸石进行低温氧化、酸浸除杂和高温煅烧,再加以碱熔二次活化等预处理后,进行水热合成反应,制备了沸石分子筛。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)对产物晶体结构、微观形貌和骨架结构进行了表征,表明产物为形态较佳且结晶度较高的4A分子筛。将所制备分子筛用于水中Cu²⁺的吸附,考察了分子筛用量、溶液pH值、吸附时间和温度对吸附效果的影响。结果表明在分子筛用量为6.0 g/L、pH值为5.0、吸附时间为180 min、吸附温度为40℃时,对Cu²⁺浓度为0.01 mol/L的酸性废水中Cu²⁺的吸附率可达89.2%。吸附动力学分析表明吸附过程符合准二级动力学方程,化学吸附在吸附过程中起主导作用。     

淀粉接枝聚乙烯胺捕集剂的合成与吸附性能

本实验以木薯淀粉为主要原料,高锰酸钾为引发剂,用反相乳液法接枝丙烯酰胺,合成淀粉与丙烯酰胺的共聚物,共聚物经Hofmann降解合成淀粉接枝聚乙烯胺(St-PVAm)的共聚物.研究了合成淀粉接枝聚乙烯胺的工艺条件,得出最佳条件为:淀粉接枝丙烯酰胺2.0g,NaOH的浓度为7.05mol/L,NaClO的浓度为0.146mol/L,降解时间为3h,反应温度为-10℃.考察了St-PVAm捕集重金属离子性能,研究表明,螯合剂的用量,溶液的pH值,搅拌时间是影响去除效果的主要因素,温度因素的影响则不大.     

氧化铝土矿制备聚合氯化铝铁和动力学机理的研究

采用氧化铝土矿和盐酸为原料制备聚合氯化铝铁.考察了盐酸用量、反应时间、酸溶温度、盐酸浓度和pH值等因素对絮凝剂性能的影响.并对酸溶溶出规律的动力学进行探讨.结果表明:当盐酸用量为45 mL、反应时间为120 min、酸溶温度为373K、盐酸浓度为5.4 mol/L、聚合pH值为3时,产品的盐基度达46.26％,有效成分达9.94％.当反应温度为373K时,酸溶反应符合动力学四级反应方程:c=(3×10-8t+5.8×10-8)-1/3,其中k=10-8(g/L)-3·h-1.     

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.     

生物絮凝剂处理高浓度细粒煤泥水的优化条件研究

通过对白腐真菌的生物学培养特性研究,获得最佳培养条件为转速160r/min,温度30℃,稻壳浸出液90mL,葡萄糖质量浓度35g/L,pH值3.5;同时分析了煤水中煤泥颗粒组成,发现其粒度小于0.045mm的含量占55.93%,而大于0.25mm的含量仅占3.75%,说明煤泥水中细粒含量较多,靠自身重力难以沉降;探讨了pH值、生物絮凝剂用量、搅拌方式和金属离子等单因素对煤泥水絮凝效果的影响,通过正交试验进一步优化了该菌所产絮凝剂对煤泥水絮凝效果的条件,结果表明:当煤泥水质量浓度27.42g/L、助凝剂(CaCl2)质量浓度5.0g/L、采用二段式搅拌(第一段搅拌速度60r/min,搅拌时间180s;第二段搅拌速度180r/min,搅拌时间60s)、pH值11和絮凝剂体积浓度15mL/L时,其絮凝活性最佳,可达98.71%;进一步实验表明,絮凝活性物质绝大部分存在于细胞外,是微生物在发酵过程中菌体细胞产生的胞外分泌物。该絮凝剂具有较强的热稳定性,多种阳离子对该絮凝剂都有助凝作用,并且二价阳离子Ca2+对白腐真菌产生的絮凝剂助凝效果显著,具有良好的应用前景。     

耐铅链霉菌诱导碳酸钙沉淀对水中Pb2+的去除研究

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)可将水中游离的Pb_²⁺转化为稳定的沉淀物。本文筛选出一株耐Pb_²⁺的脲酶阳性SHT17菌株,16S rRNA 鉴定为Streptomyces mutabilis(登录号为OL677072)。探究该链霉菌诱导碳酸钙沉淀对水中Pb_²⁺的去除能力。通过电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)对水中Pb_²⁺浓度进行检测,利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱(EDS)、X-射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对菌株诱导的沉淀物进行分析。结果表明,链霉菌能有效地去除水中Pb_²⁺。当Pb_²⁺浓度为200 mg/L时,水中Pb_²⁺去除率达到99.66%,并且去除的Pb_²⁺以碳酸盐的形式被固定在链霉菌诱导生成的沉淀物中。此外,随着初始Pb_²⁺浓度升高,该菌对Pb_²⁺去除率均在65%以上,且大致呈下降趋势。不同钙源影响着链霉菌诱导形成的沉淀物的形貌。     

氨法一步沉淀法制备碱式碳酸锌结晶行为特征

研究了锌氨配离子溶液一步法制备碱式碳酸锌晶体的结晶行为。以锌氨配离子溶液中[Zn²⁺]_T的迁移轨迹为基础, 研究不同工艺参数条件对制备碱式碳酸锌结晶率与晶体粒径的影响。试验结果表明, 蒸氨开始10~50 min为前驱体碱式碳酸锌晶核形成期, 反应温度越高结晶速率越快, 体系中氨的含量越高晶核粒径越小。结晶50 min后, 为晶核生长期, 前驱体晶体粒径快速增大, 温度越高晶体生长速率越快。在80 ℃、搅拌速度400 r/min、Zn²⁺浓度2.6 mol/L的条件下, 蒸氨50 min制得碱式碳酸锌晶核平均粒径为180 nm。此外, 采用匀速滴加碳酸氢铵溶液能减缓碱式碳酸锌晶体生长速率, 晶核平均粒径小于120 nm。     

L-天冬氨酸诱导合成球霰石工艺研究

以CaCl₂和Na₂CO₃为原料, L-天冬氨酸(L-Asp)为晶型控制剂, 通过复分解法制备了球霰石型碳酸钙。研究了L-Asp添加量、溶液pH值、反应温度等工艺条件对反应产物晶型和形貌的影响规律, 并通过XRD、SEM和TG-DSC等表征手段对反应物的物相和形貌进行了表征。结果表明:L-Asp添加量、pH值和反应温度均显著影响产物的晶型; 当L-Asp与Ca²⁺摩尔比1∶1, pH＝8.0~9.0, 温度15~25 ℃时, 粒径2~9 μm的球霰石生成量较高; TG-DSC结果表明空气气氛下球霰石在470 ℃转变为方解石。     

精细化碳酸钙产品的生产技术研究进展

随着人们对高档产品需求的增大,碳酸钙产品精细化、功能化、专业化的要求也越来越高。本文对精细化碳酸钙包括活性碳酸钙、纳米碳酸钙、晶型碳酸钙的制备技术进行了综述,指出了精细化碳酸钙产品及制备技术发展的趋势。     

钛酸锂废料回收制备电池级碳酸锂的工艺研究

采用硫酸体系对钛酸锂废料选择性提锂、浸出液除杂沉Li₂CO₃、浸出渣通过固相烧结法制备TiO₂。研究了硫酸浓度、液固比、反应时间等对锂浸出率的影响,锂离子浓度、碳酸钠添加量、反应温度等对Li₂CO₃产品质量的影响。结果表明,最佳酸浸工艺为: 硫酸浓度1.5 mol/L、液固比3∶1、95 ℃下反应2 h,此时锂浸出率为96.80%; 最佳沉锂工艺为: 在净化液Li+浓度27 g/L、碳酸钠添加量为理论值的1.10倍、沉锂温度95 ℃、反应时间40 min,此条件下得到的碳酸锂产品主含量大于99.65%,达到行业电池级碳酸锂要求。本工艺锂浸出率高,无废液产生,工艺流程短,操作简单,成本较低,可为钛酸锂废料的综合回收提供借鉴。     

电池级Co_3O_4前驱体的制备实践

研究了合成Co_3O_4前驱体的几个影响因素.实验选用氯化钴作为原料,碳酸钠作沉淀剂,Co离子浓度为60～70 g/L,氯化钴/碳酸钠(摩尔比)比值在0.60～0.70之间,加液方式选择将沉淀剂加入氯化钴液中,沉淀时pH值控制在9.0～9.6.实验表明,在上述条件下,可以获得较好的Co_3O_4前驱体.     

从含铀碳酸盐溶液制备过氧化铀的工艺研究

研究了从某含铀碳酸盐溶液制备过氧化铀(UO₄)的工艺方法,用盐酸酸化含铀碳酸盐溶液除去碳酸根后,以过氧化氢作为沉淀剂,加入NaOH调节沉淀pH,制备得到过氧化铀产品。考察了酸化pH、过氧化氢用量、沉淀pH、沉淀时间及温度等因素对制备过氧化铀的影响。结果表明:在溶液酸化pH=3.0、H₂O₂用量为理论计算量的130%、沉淀pH=2.5、反应时间=30 min的条件下,可获得铀含量大于68%的UO₄产品,铀回收率达99%以上。     

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。     

以温石棉尾矿为镁源制备碱式碳酸镁晶须

温石棉尾矿煅烧活化产物经盐酸浸取后得到氯化镁溶液。以氯化镁溶液与碳酸氢铵为反应物料,采用碳化法制备碱式碳酸镁晶须。通过正交实验,研究了氯化镁与碳酸氢铵摩尔比、MgCl2溶液的浓度、碳化温度、碳化时间、陈化时间对产物的种类及其晶须形貌的影响,并对产物进行SEM、XRD和热分析。结果表明,该法制备碱式碳酸镁晶须最佳条件:氯化镁与碳酸氢铵的摩尔比为1∶2,MgCl2浓度为0.8mol/L,碳化时间2 h,碳化温度60℃,陈化时间为4h,在此条件下制备出碱式碳酸镁晶须样品长径比为10~40,其分子式为4MgCO3.Mg(OH)2.4H2O。     

碳酸钠对铝酸钠溶液深度脱硅的影响

在氧化铝的生产过程中,随着循环母液里碳酸钠的积累使物料流量增加,溶液的粘度增大,并影响分解过程A l(OH)3的结晶及生长。试验采用氧化钙为脱硅剂,研究了碳酸钠对铝酸钠溶液深度脱硅条件和结果的影响,确定出较佳反应条件:在脱硅温度90℃、时间110m in、搅拌速度867 r/m in,碳酸钠用量30g/L时,精制液的硅量指数达到3642。硅渣的XRD光谱分析表明,碳酸钠浓度在0~30g/L之间时,促进铝酸钠溶液脱硅;碳酸钠浓度高于30g/L时,抑制溶液脱硅。