明矾石综合利用科研情况与展望

明矾石是一种含钾、铝、硫的不溶性天然矿石,其化学式为 K_2SO_4·Al_2(SO_4)_3·2Al_2O_3·6H_2O,也可以用 K_2SO_4·Al_2(SO_4)_3·4Al(OH)_3来表示。纯明矾石理论组成为 Al_2O_337.0%、SO_338.60%、K_2O11.4%、H_2O13%。由于在自然界形成时常伴有 SiO_2、Na_2O、     

二氧化碳埋存条件下油井水泥石腐蚀的热力学分析

利用热力学平衡常数理论计算了CO_2埋存条件下的油井水泥石水化产物相关纯矿物受腐蚀的热力学条件,并比较了其耐腐蚀性能。利用Gibbs自由能最小化原理计算和分析了水泥石受腐蚀过程中水化产物的变化。结果表明:水化产物相关纯矿物或端元组分的耐腐蚀性能不同,优劣次序为4Mg(OH)_2·2Al(OH)_3·3H_2O、0.83CaO·0.67SiO_2·1.83H_2O、0.67CaO·SiO_2·1.5H_2O、6CaO·Al_2O_3·3SO_4·32H_2O、6CaO·Al_2O_3·3SO_4·30H_2O、1.33CaO·SiO_2·2.17H_2O、3CaO·0.5Al_2O_3·0.5Fe_2O_3·0.84SiO_2·4.32H_2O、3CaO·Fe_2O_3·0.84SiO_2·4.32H_2O、1.5CaO·0.67SiO_2·2.5H_2O、Ca(OH)_2;水泥石腐蚀时各水化产物被腐蚀的次序不同,先后次序为Ca(OH)_2、水化硅酸钙固溶体、硅水榴石固溶体、钙矾石固溶体、4Mg(OH)_2·2Al(OH)_3·3H_2O;固溶体被腐蚀时不但质量减少,端元组分的摩尔数和比例也发生变化,但变化不完全受端元组分相对耐腐蚀性能控制。     

应用流态化技术还原热解综合处理明矾石

浙江省温州化工厂,应用内构件加热式沸腾还原炉在还原热解法综合利用明矾石中间试验中获得成功。明矾石[K_2SO_4.Al_2(SO_4)_3·4Al(OH)_3]含有钾、铝、硫三种主要元素。还原热解法综合处理明矾石的方法,是将粉碎后的明矾石矿粉首先进行高温脱水:K_2SO_4·Al_2(SO_4)_34·Al(OH)~3(?)K_2SO_4Al_2(SO_4)_3 2Al_2O_3 6H_2O↑……(1)然后用气态(液态)还原剂将脱水矿粉中的硫酸铝还原分解。     

高氯酸铝的制备与分析方法

含结晶水的高氯酸铝不能由铝与高氯酸反应制得,因为铝在高氯酸中易钝化而不溶解;市售的Al_2O_2(经过强烧)也不溶于高氯酸;低温脱水的氢氧化铝可溶于高氯酸中,但要先从制备氢氧化铝开始。本文介绍的是利用Al(OH)_3能溶于HClO_4的性能来制备含结晶水的高氯酸铝的方法,其反应如下: Al_2(SO_4)_3 8NaOH=2 Na[Al(OH)_4] 3Na_2SO_4 2Na[Al(OH)_4] (NH_4)_2CO_3=2 Al(OH)_3↓ Na_2CO_3 2NH_3 2H_2OAl(OH)_3 3HCIO_4=Al(CIO_4)_3 3H_2O 一、氢氧化铝的制备将500克A1_2(SO_4)_a·18H_2O(化学纯)溶于750毫升的蒸馏水中,加热至75～80℃,在搅拌下把硫酸铝热溶液以细流注入由320克NaOH(化学纯)溶于     

可透紫外线的玻璃

可透紫外綫的玻璃具有下列重量组成(%):SiO_2 40～75,B_2O_3 0～23,Al_2O_3 0～3,BaO(CaO,ZnO)5～30,Na_2O 10～20,Li_2O 0～5;SiO_2:B_2O_3≥5;Na_2O:Li_2O≥4;TiO_2和S=0;Fe_2O_30.01。作为二氧化硅用的主要     

碳酸钠沉淀法制备氢氧化铝及其形成机理探讨

以十八水硫酸铝[Al_2(SO_4)_3·18H_2O]为沉淀前驱剂,碳酸钠(Na_2CO_3)为沉淀剂制备氢氧化铝,采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)和扫描电子显微镜(SEM)探究硫酸铝水解反应机理。研究结果表明,75℃下0.02 mol/L的硫酸铝溶液在pH=2.50时水解率为1.98%,pH=3.80时水解率为100%。XRD、FTIR、TG-DTG和SEM结果表明,在Al_2(SO_4)_3溶液中滴加Na_2CO_3沉淀剂制备氢氧化铝的过程中,pH起着重要作用。当溶液pH3时,Al~(3+)以[Al(OH_2)_6]~(3+)形式存在,随着溶液pH的增加,[Al(OH_2)_6]~(3+)水解生成[Al(OH)_4(OH_2)_2]~–,[Al(OH)_4(OH_2)_2]~–在水化作用下脱水缩合为[Al_2(OH)_8(OH_2)_2]~(2–),碱性增强,[Al_2(OH)_8(OH_2)_2]~(2–)转化为[Al_2O(OH)_6]~(2–),最终形成氢氧化铝沉淀。pH=3、5、7时,Al_2(SO_4)_3水解所得产物为无规则团聚的非晶态氢氧化铝;pH=9、11时,氢氧化铝从非晶态转变为晶态的勃姆石(γ-AlOOH)及少量拜尔石[α-Al(OH)_3],且pH=11时硫酸铝水解所得氢氧化铝结晶晶型较p H=9时好。     

用普通熟料生产高强快硬水泥

在粉磨普通熟料时掺入促硬剂,是生产高强快硬水泥的方法之一。为此,在生产波特兰水泥、矿渣波特兰水泥和火山灰水泥时,使用了含钡废料和含锰废料。锌钡自生产时的含钡废料的化学成分如下(％):15～16SiO_2,3～4Al_2O_3,2.5～3.0Fe_2O_3,5.0～5.5CaO,3.9～4.0MgO,15～19SO_3,0.5～0_7R_2O,30.0～35.0BaO;含锰废料的化学成分(％)为:50.0～68.0SiO_2,8.5～9.5Al_2O_3,2.2～2.6Fe_2O_3,3.5～7.0CaO,0.9～1.8MgO,0.3～0_5SO_3,8.5～15.0Mn_2O_3,0.9～1.2Na_2O     

锅炉炉内水处理新型有机软水剂——G_1阻垢剂的推广应用

前言锅炉炉水中所含Ca~(2 ),Mg~(2 ),Fe~(2 ),HCO_3~-,CO_3~(2-),SiO_3~(2-),PO_4~(3-)等离子,在蒸浓过程中当某种离子浓度乘积达到溶度积时,则该盐类达到饱和状态,开始从炉水中析出,生成水垢或泥渣。易形成泥渣的物质主要有CaCO_3,Mg(OH)_2,Mg(OH)_2·MgCO_3,Mg_3(PO_4)_2,Ca_(10)(OH)_2·(PO_4)_6,2MgO·SiO_2,3MgO.2SiO_2·2H_2O,及Fa_2O_3,Fa_3O_4等,其中Mg(OH)_2,Mg_3(PO_4)_2易粘结在受热面上形成坚硬的派生水垢。形成的水垢按其化学成分可分为钙镁水垢,如CaSO_4,CaSiO_3,5Ca·5SiO_2·2H_2O,CaCO_3,Mg(OH)_2,Mg_3(PO_4)_3;硅酸盐水垢,如Na_2O·Fe_2O_3·4SiO_2,Na_2O.Al_2O_3·4SiO_2·2H_2O;铁垢,如Fa_2O_3,Fa_3O_4,NaFePO_4 Fe_3(PO_4)_2。     

Al_2(SO_4)_3-Na_2SO_4-H_2O三元体系298.15K和323.15K相平衡研究

采用等温溶解平衡法获取了Al_2(SO_4)_3-Na_2SO_4-H_2O三元体系298.15 K,323.15 K下的固液相平衡数据并绘制了溶解平衡相图。研究发现:该体系在2个温度下的平衡固相,均有3个盐出现,即:298.15 K为Na_2SO_4·10H_2O,Al_2(SO_4)_3·18H_2O和相称复盐Na Al(SO_4)_2·12H_2O;在323.15 K为Na_2SO_4,Al_2(SO_4)_3·18H_2O和相称复盐Na Al(SO_4)2·6H_2O。每个温度下的2个无变量点(2盐共饱点),以Na_2SO_4,H_2O,和Al_2(SO_4)_3的质量分数计,298.15 K为(1.75,69.38,28.87)和(2.62,70.76,26.62),323.15 K为(25.60,65.69,8.71)和(19.36,65.58,15.06)。结果表明:硫酸铝的固相均为十八水盐,且相区最小;硫酸钠和复盐在2个温度下分别为2种固体形式。复盐相区在相图中占最大相区,且随着温度的升高而明显加大。     

高硼区B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃

在B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2系统中不易得到玻璃体,加入10wt％BaO,能得到均匀、透明的玻璃,此玻璃组成可作为B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2 系统微晶玻璃的基础组成。组成为46.5％B_2O_3、23.0％Al_2O_3、20.5％SiO_2、10.0％ BaO的玻璃,退火后存在相分离。热处理时,硼酸铝晶体(9Al_2O_3·2B_2O_3)和莫来石(3Al_2O_3·2SiO_2)晶体析出,形成固溶体,得到能耐高温的微晶玻璃。由于B_2O_3的挥发,玻璃加热时存在热失重。在一定温度下,失重量与时间平方根成线性关系。得到了实用的PWB高硼微晶玻璃扩散源。     

磷石膏制备高纯硫酸钙循环工艺Ⅰ:提取SO_4~(2-)除杂热力学研究

循环利用化学试剂从磷石膏中提取SO_4~(2-)和Ca2+制备高纯硫酸钙,其中一个重要环节是用NaOH溶液分解磷石膏从中提取SO_4~(2-)得到Na_2SO_4溶液和Ca(OH)_2渣。在此过程中,热力学分析结果表明,磷石膏中的杂质主要进入Ca(OH)_2渣中,只有少量Si、Al杂质以Na_2SiO_3和KAlO_2的形式溶解进入Na_2SO_4溶液。通过绘制25℃下Na_2SO_4溶液中SiO_3~(2-)和AlO_2~-水解后各组分的热力学平衡图发现,采用控制Na_2SO_4溶液pH值的方法,可沉淀去除其中的Si、Al杂质。验证试验表明,硫酸钠溶液初始pH=13.20时,Al质量浓度为17.7 mg/L,Si质量浓度为53.41mg/L;将pH调至12左右时,溶液中已检测不出Al,Si去除率为8.48%;将pH调至7左右时,溶液中检测不出Al,Si去除率为75.89%。     

纳米金属氧化物导热硅脂的制备及导热性能的研究

采用沉淀法,以金属硝酸盐和混合碱为原料,制备了一系列纳米Mg(OH)_2和Al(OH)_3,并经过程序升温焙烧制备了纳米Mg O、Al_2O_3及其混合物Mg O·Al_2O_3,采用X-射线衍射仪对其结构进行了表征。以二甲基硅油为基体制备了导热硅脂,并用导热系数测定仪对其性能进行了测试。结果表明,Mg(OH)_2、Al(OH)_3及Mg O和Al_2O_3具有良好的晶体结构,将其作为填料制备导热硅脂可以改善其导热性能。添加66.7%(Vol.)的Mg O、Al_2O_3及Mg O·Al_2O_3得到的导热硅脂,其导热系数分别为:1.12、0.72和0.93 W/(m.K),导热性能顺序为:Mg OAl_2O_3Mg O.Al_2O_3。     

Ba在C2S-C3S矿物相中固溶机理探讨

以Ca(OH)2、SiO2、Fe2O3、Al2O3化学纯为原料,分别掺入不同质量分数的Ba(OH)2制备不同矿物相组成的熟料相,运用化学分析、XRD、SEM、水化热测试方法,研究掺Ba(OH)2后熟料相中硅酸三钙-硅酸二钙(C3S-C2S)混合相组成、晶型、新相生成的变化规律.结果表明:Ba(OH)2一定程度上削弱C3S形成,且稳定β-C2S形成效应明显,矿物相体系中α'-C2S、α-C2S量减少并转换为β-C2S,掺量大于2.5％后有新相Ba0.48 Ca1.52SiO4形成;Ba(OH)2掺入促使矿物相中C2S相明显增多,晶粒整体尺寸变小,边界变圆润;随Ba(OH)2掺量递增,熟料样的水化速率呈持续减小的趋势变化.     

明矾石矿的浮选

明矾石矿是一种含水的钾铝硫酸盐类矿物,其化学分子式为:KAl_3(OH)_6(SO_4)_2,通常也可以写作:K_2O·3Al_2O_3·4SO_3·6H_2O或K_2SO_4·A1_2(SO_4)_3·4Al(OH)_3。纯明矾石矿物含氧化钾11.4％、三氧化二铝37％、硫酐(SO_3)38％、结合水13％。明矾石中的钾常常部分地被钠所置换,成为钠明矾石。这种矿石主要是生产明矾的原料,也可以综合利用制取钾肥、氧化铝、硫酸、硫酸铝等产品。     

明矾石还原过程动力学研究之四—以还原明矾石为催化剂用H_2还原SO_2的动力学研究

一、前言本文系明矾石还原过程动力学研究的组成部分。主要研究以还原明矾石为催化剂,用H_2还原SO_2的反应动力学。脱水明矾石的还原过程存在着自催化反应,即反应生成的Al_2O_3及铁的化合物具有催化作用。当用半水煤气为还原剂时,其主要反应如下: K_2SO_4·Al_2(SO_4)_3·2Al_2O_3 3H_2=K_2SO_4 3Al_2O_3 3H_2O 3SO_2 (1) K_2SO_4·Al_2(SO_4)_3·2Al_2O_3 3CO=K_2SO 4 3Al_2O_3 3CO_2 3SO_2 (2)(?) (3)(?) (4)     

Na_2SO_4掺杂含MgO铝酸钙熟料的结构表征及浸出性能

使用分析纯MgO、CaCO_3、SiO_2、Al_2O_3与Na_2SO_4在1350℃保温1 h合成了掺杂Na_2SO_4的含MgO铝酸钙熟料,在Na_2CO_3溶液体系下研究了其氧化铝浸出性能,通过XRD等分析手段对其晶体结构和自粉化性能进行了研究。结果表明,Na_2SO_4可以显著提升铝酸钙熟料的浸出性能,Na_2SO_4掺杂量由0%提高到4%,熟料的氧化铝浸出率由61.89%提高到92.01%,继续添加Na_2SO_4,浸出性能趋于稳定。由XRD结果可知,Na_2SO_4促使20CaO·13Al_2O_3·3MgO·3SiO_2(Q相)发生分解并使其转变为12CaO·7Al_2O_3(C_(12)A_7)。Na+进入C_(12)A_7晶格引起晶格畸变,从而提高C_(12)A_7的氧化铝浸出性能。Na_2SO_4的加入降低了熟料的自粉化性能,Na_2SO_4掺杂量由0%提高到6%,熟料的自粉率由97.46%下降到85.34%,当Na_2SO_4掺杂量达到10%后,熟料自粉率仅为36.3%。     

聚合氯化铝水溶液中铝存在形态的探讨

本文用~(27)Al-NMR谱研究了聚合氯化铝(PAC)水溶液中Al的形态,实验表明有单聚体铝Al(H_2O)_6~(3+)、二聚铝(H_2O)_4Al■Al(H_2O)_4、体型十三聚铝[AlO_4Al_(12)(OH)_(24)(H_2O)_(12)]~(7+)■的存在,并用定量方法估算出体型三聚铝[Al_3(OH)_4(H_2O)_(?)]_-~(5+)和十二聚铝[Al_(12)(OH)_(28)(H_2O)_(12)]_-~(8+)可能是亚稳中间体。     

成核剂对相变材料Ba(OH)_2·8H_2O储热特性的影响

Ba(OH)_2·8H_2O作为一种中低温区间理想的相变材料,具有高潜热、性能稳定的优点,但成核过程中过冷严重。本文基于科学法和爱迪生法,用3种钡盐和3种常用成核剂进行了实验,结果表明,质量分数4%的Ba(OH)_2·H_2O效果最好,可以将过冷减小至1℃以内,其他成核剂减小过冷度效果不稳定或者会增大过冷度。4%Ba(OH)_2·H_2O成核剂的加入对基材Ba(OH)_2·8H_2O的储热性能影响不大,通过DSC测试,潜热为267.7k J/kg,相变温度为77.9℃。通过100次循环实验,4%Ba(OH)_2·H_2O+96%Ba(OH)_2·8H_2O复合相变材料的相变温度和相变潜热变化很小,最大影响幅度分别为0.63%和3.81%,热物性较为稳定。因此,4%Ba(OH)_2·H_2O可以作为Ba(OH)_2·8H_2O理想的成核剂在工业中应用。     

铁铝盐复合硅酸钾调理污泥脱水性能试验研究

研究了FeCl_3、AlCl_3、Al_2(SO_4)_3、Fe_2(SO_4)_34种调理剂单独调理污泥时投加量对污泥脱水性能的影响,以及这4种调理剂分别与K_2SiO_3复合调理时对污泥脱水性能的影响。结果表明,使用单一药剂调理污泥时,FeCl_3、AlCl_3、Al_2(SO_4)_3、Fe_2(SO_4)_3的最佳投药量分别为4%,8%,6%,8%。并且其中4%的FeCl_3调理效果最佳,使污泥比阻(SRF)由5.033×10~6 s~2/g降低至2.688×10~6 s~2/g,毛细吸水时间(CST)由28.1 s降低至16.8 s;这4种调理剂分别与2%的K_2SiO_3复合投加时调理效果均优于单一药剂调理效果,其中效果最佳的是4%的FeCl_3与2%的K_2SiO_3复合调理,使SRF降低至1.652×10~6 s~2/g,CST降低至12.2 s。调理剂在改善污泥脱水性能时,污泥粘度也会降低,且沉降性能也得到改善,但K_2SiO_3的使用会对污泥沉降性能产生微小的不利影响。     

低碱水泥凝结异常与机理分析

针对碱当量为0.10%的低碱硅酸盐水泥熟料出现石膏不能缓凝甚至促凝的异常现象,通过补充碱金属硫酸盐并与碱当量为0.64%的熟料进行对比,测定水泥凝结时间、流动度和黏度的变化,同时采用水化微量热仪和X射线衍射仪测量水化热和分析水化产物,以反映碱金属硫酸盐在低碱水泥早期凝结过程中的作用。结果表明:对于低碱熟料,外掺石膏使水泥SO_3含量达到0.50%,水泥初凝时间显著缩短,继续增加石膏掺量初凝时间虽有一定延长,但仍短于未掺石膏的熟料。碱金属硫酸盐有利于延长水泥凝结时间,但与水泥碱硫比即Na_2O_e/SO_3摩尔比有关,低于0.30时石膏缓凝作用不明显,高于0.60时继续增加碱含量会引起凝结异常,因此Na_2O_e/SO_3摩尔比在0.30~0.60范围内有利于凝结时间延长。适量碱金属硫酸盐能促进石膏与3CaO·Al_2O_3(C_3A)反应,有利于石膏发挥缓凝作用。