硫含量对铝酸钠种分母液盐蒸发结晶析出的影响

研究了高硫铝土矿中硫对拜耳法NaAl(OH)4种分母液蒸发排盐的影响.结果表明,NaAl(OH)4溶液深度蒸发排盐渣中主要存在Na2CO3·H2O和NaAlO2·1.25H2O,苛碱浓度300~310 g/L时能有效析出Na2CO3且不导致NaAlO2析出过高.硫对NaAl(OH)4溶液中Na2CO3、硫盐和NaAlO2析出影响很大,析出率均随硫含量增加而增加,且排盐率均在60%以上.Na2SO4对析出率影响最大,硫浓度6 g/L时排盐率可达91.33%;Na2SO3的影响稍低;Na2S对析出率影响较小,硫浓度6 g/L时排盐率仅为68.49%.将硫浓度为4.5 g/L的NaAl(OH)4溶液蒸发至苛碱浓度为310 g/L时排盐渣中存在Na2CO·3H2O,NaAlO21.25·H2O,Na2CO32Na2SO4和其他形式复盐.蒸发过程中有部分低价硫被氧化,约有7%和4%的S2氧化为S2+和S4+,7%~11%S4+氧化为S6+.Na2CO3和各价态硫化合物交互作用,影响蒸发排盐效果.     

粉煤灰中SiO_2在不同碱性条件下的溶出量及与火山灰活性指数的关系

采用沸煮法,对Ca(OH)2+NaOH溶液的pH值对粉煤灰的SiO2溶出量的影响进行了研究;同时探讨了粉煤灰的可溶性SiO2量与其火山灰活性指数的关系.结果表明:碱激发溶液的pH值越高,粉煤灰的SiO2溶出量越大;粉煤灰的SiO2溶出量在碱溶液的pH值超过某一特定值后显著增加,表现出较高的活性.采用Ca(OH)2+NaOH混合溶液测定粉煤灰的SiO2溶出量,与实际情况较为吻合.粉煤灰的总SiO2含量越高,SiO2溶出量越高,反之越低;SiO2溶出率与总SiO2含量无关.粉煤灰的可溶性SiO2量和SiO2溶出率与其火山灰活性指数之间没有相关性.     

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.     

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.     

竹浆氧脱木素的研究I．不同碱对氧脱木素的影响

研究了不同碱对竹浆氧脱木素的影响，结果表明，不同碱对脱木素的影响为：NaOH〉Na2CO3〉NH4OH〉NaHCO3；不同碱对氧脱木素纸浆粘度的影响为：NaOH〉Na2CO3〉NH4OH〉NaHCO3；不同碱对氧脱木素纸浆白度的影响为：NaOH〉Na2CO3〉NaHCO3〉NH4OH；不同碱对纤维素单元剪切系数（SFCU）的影响为：NaOH〉Na2CO3〉NH4OH〉NaHCO3。     

碱激发剂对钢渣胶凝材料抗压强度的影响

以Na2SiO3, NaOH和Ca(OH)2制备碱性溶液,对钢渣进行活化处理得到碱钢渣胶凝材料,考察了Na2SiO3, NaOH和Ca(OH)2用量对材料的抗压强度影响,并对最优抗压强度的碱钢渣胶凝材料进行了表征. 结果表明,Na2SiO3对碱钢渣胶凝材料的7 d抗压强度影响显著,NaOH对材料的3 d抗压强度影响显著,Ca(OH)2对材料的28 d抗压强度影响显著. 当Na2SiO3, NaOH和Ca(OH)2用量分别为11.25, 4.50和6.75 g时,材料的抗压强度最优. 加入碱性溶液有利于胶凝体系中形成沸石类水化产物.     

高浓度铝酸钠溶液碳酸化分解产品中Na2O含量的控制

依据铝酸钠溶液碳酸化分解遵循晶种分解的机理,在自制碳分槽中采用间断碳分的方法,在不添加Al(OH)3晶种的条件下,研究了不同分解工艺条件[分解温度70~95℃,CO2气体浓度25%~60%(j),CO2通气速度0.055~0.167 m3/(h×L)]对高浓度铝酸钠溶液碳酸化分解产品Al(OH)3中Na2O含量的影响规律. 结果表明,通过提高碳酸化分解温度、降低CO2通气量来调控铝酸钠溶液的过饱和度,控制碳酸化分解速率,能显著降低分解产品中Na2O的含量. 当碳酸化分解原液Al2O3浓度在170~180 g/L、溶液苛性分子比ak=1.40~1.50时,控制碳酸化分解温度为95℃左右,采用低浓度、慢速通气制度,分解6 h左右分解率达到90%~93%,所得碳酸化分解产品中Na2O含量可控制在0.25%(w)以下.     

H_2O_2去除铝酸钠溶液中腐殖酸类有机物的实验研究

用H_2O_2氧化去除铝酸钠溶液中的腐殖酸类有机物,采用单因素实验考察了溶出温度、碳碱浓度、苛碱浓度、Al_2O_3浓度、H_2O_2用量和溶出循环次数对铝酸钠溶液中腐殖酸类有机物去除效果的影响.结果表明,适当提高溶出温度、增加铝酸钠溶液Na_2O浓度和Al_2O_3浓度、增加H_2O_2用量、降低碳碱浓度均有利于提高去除率;循环高压溶出次数对去除率有显著影响,随循环溶出次数增加,H_2O_2对总碳量和Na_2C_2O_4的去除率均逐渐降低.     

碱处理工艺对HZSM-5分子筛孔结构及其噻吩烷基化反应能力的影响

分别采用Na OH和Na2CO3溶液处理n(SiO2)/n(Al2O3)=50的HZSM-5分子筛,制备了微孔-介孔多级孔HZSM-5分子筛并用于噻吩烷基化反应。结果表明:NaOH溶液处理可以在较低的碱液浓度下迅速得到含有微孔-介孔多级孔HZSM-5分子筛,但NaOH溶液碱性较强,对微孔的破坏较大,且处理速度和深度不易控制,处理后各分子筛的孔径、酸量、热稳定性等变化较大,不利于烷基化反应的进行;Na_2CO_3溶液碱性温和,脱硅速率适中,对微孔的破坏较小,处理后各分子筛的孔径、酸量、热稳定性等变化较小,有利于噻吩烷基化反应的进行,其中4 mol/L的Na_2CO_3溶液处理2 h得到的HZ(CO32-,4-2-80)分子筛因烷基化活性高,热稳定性好而更加适合噻吩烷基化反应。     

高苛性化系数铝酸钠溶液深度脱硅

研究了高苛性化系数铝酸钠溶液的深度脱硅．对加入CaO和C3AH6（3CaO·Al2O3·6H2O）的脱硅反应进行了热力学计算,并对NawO浓度、脱硅反应温度对脱硅精制液中SiO2浓度、脱硅率、硅量指数的影响进行了研究。结果表明,添加C3AH6一步脱硅,精制液硅量指数可达10000以上．     

Na4Ca3(AlO2)10的合成和浸出行为

以分析纯CaCO3,Al2O3和Na2CO3为原料,在1100~1250℃合成了Na4Ca3(AlO2)10,研究了浸出时间、浸出温度、液固比及溶液中碳酸钠和氢氧化钠浓度对Na4Ca3(AlO2)10浸出性能的影响. 结果表明,在1200℃烧结30 min,可以合成纯度高于90%的Na4Ca3(AlO2)10. 当碳酸钠浓度为80 g/L、氢氧化钠浓度18 g/L时,Na4Ca3(AlO2)10在40℃浸出10 min的氧化铝浸出率达到90%以上. 当碳酸钠浓度降为30 g/L时,Na4Ca3(AlO2)10在60℃浸出15 min的氧化铝浸出率大于85%. 浸出时添加氢氧化钠有利于氧化铝浸出率的提高,氢氧化钠浓度大于5 g/L时,氧化铝浸出率可提高10%以上. Na4Ca3(AlO2)10的浸出性能优于12CaO·Al2O3和CaO·Al2O3.     

高铝粉煤灰碳酸钠焙烧与酸浸提铝的动力学

以内蒙古高铝粉煤灰(Al2O3/SiO2质量比1.24)为原料,采用Na2CO3焙烧活化-盐酸浸取法提铝,考察了焙烧温度、时间和碳酸钠/粉煤灰质量比的影响,对焙烧活化及酸浸提铝动力学进行研究,分析了提铝机理. 结果表明,高温活化条件下,粉煤灰中的莫来石及SiO2与Na2CO3反应生成NaAlSiO4, Al2O3和Na2SiO3,酸浸后铝浸出率超过94.99%;活化过程符合Crank-Ginstling-Braunshtein模型,表观活化能为117.06 kJ/mol,活化反应受固膜扩散控制.     

铁基脱硫渣再生制备铁酸钠及其循环脱硫

用Fe2O3与Na2CO3制备铁酸钠用于脱除含硫铝酸钠溶液中的硫,采用氧化焙烧及水浸方式对铁基脱硫渣(NaFeS2?2H2O)进行再生,研究了其循环脱硫效果. 结果表明,铁基脱硫渣于950℃下在氧化性气氛中焙烧1 h,可除去脱硫渣中70%的硫;将焙烧渣水浸,硫含量降至0.2%以下,总硫去除率达99%. 将除硫后的浸出渣再制备铁酸钠用于循环脱硫,脱硫率可达67.65%,与初始脱硫剂的脱硫率(69.09%)相当,可实现铁基脱硫剂的再生循环. 焙烧时渣中硫主要以SO2气体排出,剩余可溶性Na2SO4则在水浸过程中进入溶液而被除去.     

高炉铝酸钙炉渣浸出过程动力学

研究了高炉铝酸钙炉渣的浸出动力学,考察了搅拌强度、浸出反应温度、浸出剂初始浓度及炉渣粒度对浸出速率的影响. 结果表明,浸出过程符合一级反应的收缩未反应核模型,宏观动力学方程为1+2(1-xB)-3(1-xB)2/3= 1.108exp(-1906/T)t,表观活化能为15.84 kJ/mol,过程速率为固膜内扩散速率控制. 通过实验数据验证,表明所得模型能较好地描述炉渣的浸出过程.     

常压碱溶法提取软锰矿酸浸渣中的硅

软锰矿经还原焙烧酸浸提取锰后,渣中二氧化硅质量分数超过60%,而且其他杂质较少,是较好的含硅原料。采用在常压下用氢氧化钠溶液浸出软锰矿酸浸渣中硅的工艺,通过正交实验和单因素实验,考察了反应温度、反应时间、氢氧化钠浓度和液固比等因素对硅浸出率的影响,并对浸出机理进行了探讨。结果表明：影响硅浸出率的主要因素依次为反应温度、液固比、反应时间和氢氧化钠浓度。当反应温度为120 ℃、液固比（溶液体积与软锰矿酸浸渣质量比,mL/g）为2∶1、反应时间为5.5 h、氢氧化钠浓度为20 mol/L时,硅的浸出率达到70.9%。     

过碳酸钠洗涤性能和稳定性能影响因素的研究

过碳酸钠 (PC)是一种碳酸钠与过氧化氢的络合物 ,其特点是对环境无污染。作者以洗涤剂中含有过碳酸钠为前提 ,从洗涤剂最常见的原料对PC的活性与稳定性能的影响方面进行了研究 ,通过实验证明Na2 CO3 、Na2 SO4 、十二烷基苯磺酸钠 (LAS)、三聚磷酸钠 (STPP)、MgSO4 、Na2 SiO3 、四乙酰乙二胺 (TAED)对PC的活性和稳定性都有影响。发现Na2 CO3 对过碳酸钠漂白的促进作用在过碳酸钠质量浓度低的时候尤其明显 ;随着Na2 SO4 、LAS用量的增加 ,白度值上升 ,在达到一定值后白度下降 ;而STPP恰恰相反 ,质量浓度增大 ,白度增大 ,当STPP质量浓度达到一定值时 ,作用反而更显著 ;MgSO4 很敏感 ,在窄区间有一峰值 ;Na2 SiO3 的用量在 2 5 %以内时 ,白度升高的趋势很强 ;TAED对PC起活化作用且和温度有关。最后设计出一个配方与标准粉比较去污比值是 2 2 1。     

由铁矿烧结电除尘灰浸出液制备氯化钾及球形碳酸钙

采用物理化学表征方法研究了包钢烧结电除尘灰的基础性质,结果表明,该烧结电除尘灰的主要成分为Fe,K,Na,Ca的化合物,其中的钾盐可通过水浸分离回收. 浸出液中含有大量可溶性硫酸钙. 为了在浸出过程中抑制硫酸钙的溶解,考察了硫酸钙在KCl,NaCl,K2SO4及其混合盐中的溶解性能. 结果表明,由于KCl和NaCl的盐溶效应,硫酸钙的溶解性能得到提升. 应采用低液固比,提高浸出液中硫酸根离子的相对含量,利用硫酸根离子的同离子效应抑制烧结电除尘灰中硫酸钙的溶解. 以碳酸钠为沉淀剂,考察其对钙离子沉淀效果的影响. 结果表明,碳酸钠具有较好的硫酸钙沉淀效果. 在沉淀钙离子的同时,研究了沉淀剂的浓度、反应温度、搅拌强度对碳酸钙晶体形貌的影响,制备获得了分散良好,粒径小于10 mm的球形碳酸钙副产品,实现了资源综合利用. 最后设计了从烧结电除尘灰提取国标20406-2006一级氯化钾并联产球形碳酸钙副产品的工艺路线,该工艺具有工业应用潜力.     

碳酸钠焙烧铝系钒铁炉渣共提取钒与铝

通过对铝系钒铁炉渣碳酸钠焙烧-水浸全过程的矿物分析、热力学计算及对比实验,研究了炉渣中钒、铝同步转化、溶出的机理与规律. 结果显示,焙烧进程中渣中镁铝尖晶石MgO×Al2O3相、CaO×2Al2O3相逐渐消失,MgO相生成,并生成碱熔相Na2O×Al2O3和钒酸盐. 随焙烧温度及时间增加,Na2O×Al2O3和钒酸盐相明显增多,钒、铝溶出率增加. 焙烧熟料经水浸后,液相呈碱性,钒、铝分别以可溶性钒酸钠和铝酸钠的形式进入水相,固相残留物为少量未反应的镁铝尖晶石及新生成的MgO和Ca(OH)2. 在磨矿粒度<75 mm、配碱系数1.0、焙烧温度1000℃及焙烧时间4 h的优化条件下,钒的溶出率可达90%,铝的溶出率可达75%.     

准东煤灰提取氧化铝和白炭黑技术研究

为实现准东煤灰的绿色化综合利用,笔者研究设计了从准东煤灰中制取氧化铝和白炭黑的工艺流程,确定了最佳工艺条件,并通过SPSS双变量分析比较不同影响因素对提取率影响程度。试验采用准东煤--将军庙原煤,破碎并用马弗炉模拟煤粉炉静态燃烧方式制取灰样。准东煤灰的成分分析和元素分析表明:SiO2占48.84%,Al2O3占31.26%。参照标准制备灰样,对灰样进行SEM分析,发现粘黏性严重,因此试验前先进行机械研磨。采用煤灰与硫酸铵焙烧法制备氧化铝,工艺分为焙烧过程和酸浸过程。因滤液中含有大量杂质铁、钙等元素,采用pH调节法除杂并对除杂效果进行检验,检验结果为除杂率接近100%。从提铝渣中制备白炭黑分为碱浸过程和多次碳分过程。在提铝工艺焙烧过程中,通过提铝率变化曲线及节能角度确定了各因素的最佳试验条件为:焙烧温度600℃,焙烧时间60 min,焙烧配料比1∶6;在提铝工艺酸浸过程中,得到最佳试验条件为:酸浸温度60℃、酸浸时间20 min、H2SO4浓度0.2 mol/L、酸浸液固比50。从提铝渣制备白炭黑研究中,通过SEM观察到提铝渣疏松多孔,有利于进一步的提硅试验。通过XRD对提铝渣分析,得出提铝渣中含有大量硅、钙元素;用K值法(RIR法)求得提铝渣中Si含量及经提铝后的Si损失率为7.64%。得出碱浸过程最佳试验条件为:碱浸温度60℃、碱浸时间30 min、碱浸NaOH浓度3 mol/L、碱浸液固比70,此时Si提取率为99%。采用多次碳分法进行提硅能够满足不同硅含量纯度要求,得到最佳碱浸工艺条件为碳分pH=9.5、CO2通气速率24 m L/min、碳分NaOH浓度0.2 mol/L、碳分液固比80。通过双变量相关性分析,得到各因素对提铝率、SiO2提取率及H2SiO3沉淀率影响程度大小分别为:焙烧温度>焙烧时间>焙烧配料比,酸浸时间>酸浸温度>H2SO4浓度>酸浸液固比,碱浸液固比>碱浸温度>NaOH浓度>碱浸时间,碳分pH>碳分液固比>碳分NaOH浓度>CO2通气速率。通过经济性及可行性分析,说明提出的工艺能有效实现准东煤灰的绿色化综合利用。从提铝后的滤液中重新提取(NH4)2SO4,实现生产原料的再利用;碳分过程后的Na2CO3溶液可通过加入石灰苛化的方式实现NaOH可循环利用于提取工艺生产;本工艺除生产氧化铝和白炭黑外,还能获得Na2SO4等附加产品。     

烧结工艺参数对铝酸钙炉渣体系物化性能的影响

在铝酸钙炉渣最佳物料配比条件下,应用XRD和激光粒度分析等手段研究了温度和保温时间对铝酸钙炉渣体系物相组成、粒度和氧化铝浸出性能的影响. 结果表明,当温度低于1450℃时,炉渣处于固相反应区,反应速度缓慢,并含有相当一部分的难浸物质2CaO×Al2O3×SiO2,降低了炉渣的自粉率和浸出性能. 当温度在1450℃以上时,炉渣中出现液相,反应速度加快且进行比较完全;炉渣主要物相为12CaO×7Al2O3和g-2CaO×SiO2,自粉和浸出性能良好. 保温时间对炉渣物相和粒度影响不大,但略微降低了氧化铝浸出率.