Al~(3+)、Na~+和Mg~(2+)对二水硫酸钙结晶的影响

采用CaHPO_4·2H_2O-H_2SO_4-H_3PO_4-H_2O体系模拟湿法磷酸生产过程,以磷矿浆成分为依据,在单因素条件下分别研究Al~(3+)、Na~+和Mg~(2+)对结晶和CaSO_4·2H_2O水洗速率的影响。研究发现:添加Al~(3+)有利于CaSO_4·2H_2O晶体粒径增加;添加Na~+使得0.9%Na_2O含量的Na~+引起CaSO_4·2H_2O晶体团聚,有利于水洗;Mg~(2+)增加溶液黏度,严重影响晶体生长和水洗速率。通过X射线衍射、扫描电子显微镜对CaSO_4·2H_2O进行表征,发现其晶体生长符合非完整光滑突变界面模型,杂质离子影响反应速率和晶面生长速度。     

铝离子对二水硫酸钙晶体结晶性能的影响

以CaHPO_4·2H_2O和H_2SO4为原料,AlCl3·6H_2O为添加剂,在温度80℃、搅拌速率150 r/min、反应时间4 h的条件下制备CaSO_4·2H_2O晶体,研究了Al~(3+)对CaSO_4·2H_2O晶体结晶性能的影响.结果表明,Al~(3+)浓度增加,CaSO_4·2H_2O晶体宽度提高,长宽比下降,XRD谱衍射峰发生偏移,对应晶面的晶面间距减小;晶面间距减小可能与Al~(3+)掺入CaSO_4·2H_2O晶格间隙中有关,Al~(3+)抑制了晶体沿长度方向生长,降低了CaSO_4·2H_2O的长宽比.     

胶磷矿与白云石分离的溶液化学

从分析Fe~(3+)—H_3PO_4—H_2O、Ca~(2+)—H_3PO_4—H_2O、Mg~(2+)—H_3PO_4—H_2O、Ca~(2+)—H_2CO_3—H_3PO_4—H_2O、Mg~(2+)—H_2CO_3—H_3PO_4—H_2O、Ca~(2+)—H_2CO_3—H_2O、Mg~(2+)—H_2CO_3—H_2O、Ca~(2+)—Mg~(2+)—H_2CO_3—H_2O等体系的热力学平衡出发,以较新的平衡常数,自由能等数据为依据,讨论了溶液—矿物(纯化学组成)的溶解、吸附现象。考虑到空气中CO_2对矿物溶解和吸附特性的影响,提出以“金属离子—络合配体”的方法增大矿物表面性质差异实现胶磷矿和白云石的浮选分离。     

磷选矿回水处理的优化探讨

在磷矿选矿过程中,选矿废水中除含有大量金属离子外,还含有较多的有机物,对选矿废水进行处理并达标排放,不仅难度大,而且成本高,所以回用处理后的选矿废水很有必要。对废水中常见的Mg~(2+)、SO_4~(2-)、PO_4~(3-)、Ca~(2+)等离子对磷矿浮选作业的影响进行了试验研究,结果表明:Ca~(2+)、Mg~(2+)对磷矿正浮选和反浮选影响较大,SO_4~(2-)、PO_4~(3-)对浮选影响较小。采用双碱法处理选矿废水后,可用于浮选作业,在反浮选过程中可有条件地直接回用废水,实现了废水循环利用,达到了"零排放"目标。     

硫酸浸提对磷矿石物性变化影响

以硫酸浸提磷矿石的反应过程为研究对象,在反应温度80℃,搅拌速率300 r×min~(-1),反应时间180 min的反应条件下,对硫酸浸提体系进行研究。通过原子吸收、扫描电镜、X射线电子衍射、比表面积与粒径分布等测量及表征。结果表明:磷矿浸提反应120 min内大部分磷矿石转变为CaSO_4·2H_2O晶体,反应过程中,CaSO_4·2H_2O晶体首先在磷矿表面产生,在磷矿表面堆叠。随着反应进行,晶体长大后脱落,矿石结构坍塌。由此导致矿物平均粒径先增大后减小,孔性能的N_2等温吸附曲线滞回环由H3型转变为H4型。     

分步沉淀法去除稀土废水中钙镁的研究

稀土酸法冶炼过程中会产生含有Ca~(~(2+))、Mg~(2+)的硫铵废水,为了减少结垢对蒸发或膜法处理工艺的影响,采用分步沉淀法去除钙镁,即在废水中先后加入草酸和磷酸盐,分别得到草酸钙和磷酸铵镁沉淀,研究了pH、沉淀剂投加量、陈化时间及晶种加入量对钙镁去除效果的影响。结果表明,除钙阶段的最佳反应条件为:晶种(草酸钙)加入量为1.5‰,pH=7.5,n(H_2C_2O_4):n(Ca~(2+))=1.2:1,搅拌陈化2 h,Ca~(2+)去除率达到92.2%,此时的Mg~(2+)浓度几乎没有变化;对除钙后废水进行MAP法除镁处理的最佳反应条件为:pH=7.5,n(NH_4H_2PO_4):n(Mg~(2+))=0.9:1,搅拌陈化2 h,Ca~(2+)去除率达到81.8%,Mg~(2+)去除率达到98.1%;X衍射结果表明沉淀物分别为较为纯净的CaC_2O_4和MgNH_4PO_4·6H_2O。     

三元体系MgSO_4-FeSO_4-H_2O的相平衡研究

从钛白废酸与磷矿浮选尾矿中提取的铁、镁反应制备硫酸亚铁镁,反应主要涉及Mg~(2+),Fe~(2+)//SO_4~(2-)三元体系,因此开展该体系相平衡研究对综合利用工业废料,并使其转化成环保且具有经济价值的复合肥料意义重大。文中采用等温溶解平衡法测定了三元体系MgSO_4-FeSO_4-H_2O在293.15,303.15,313.15 K下的溶解度数据以及平衡溶液液相的密度,采用化学分析和X射线衍射法对结晶湿渣进行了分析,并依据相平衡数据绘制了相图。实验发现:在293.15,303.15,313.15 K下,该三元体系不存在单盐区和复盐区,固溶体[(Fe,Mg)SO_4·7H_2O]占据了整个相区。在固溶体[(Fe,Mg)SO_4·7H_2O]中,Mg~(2+)与Fe~(2+)在晶体中可以任意比例互换,形成完全类质同像系列物。因此,在293.15,303.15,313.15 K下很难采用单一的蒸发结晶方法从硫酸亚铁镁溶液中分离出硫酸镁和硫酸亚铁晶体;同时,若要获得单一配比的硫酸亚铁镁晶体,需要严格控制原料液中的Mg/Fe比例。     

脱硫废水资源化处理高磷废水研究

以高磷废水为处理对象,提出了脱硫废水资源化除磷方案。考察了Mg~(2+)浓度、pH、脱硫废水与高磷废水混合体积分数(FPR)和初始磷浓度对除磷效果的影响,结果表明,升高pH有利于除磷,Mg~(2+)浓度对除磷效果的影响不大;初始磷浓度越大,脱硫废水除磷效率越高;当初始钙磷比(物质的量比)大于2.0,pH≥10时,磷去除率可维持在95%以上,出水磷质量浓度小于0.5 mg/L。XRD、SEM结果表明,中性条件下,沉淀物主要为CaHPO_4·2H_2O;碱性条件下,沉淀物主要为Ca_3(PO_4)_2·n H_2O,Mg~(2+)会掺入晶体相,形成白磷钙石。     

Al~(3+)对水热法制备α-CaSO_4·0.5H_2O晶须的影响

以CaSO_4·2H_2O为原料,Al_2(SO_4)_3·18H_2O作为添加剂,在水热温度130℃,搅拌速率60 r·min~(-1),反应时间90min的条件下制备α-CaSO_4·0.5H_2O晶须。研究结果表明,随着溶液中Al~(3+)浓度增大,晶须直径和长径比分布均有下降,且相关晶面间距逐渐减小。XRD和XPS表征结果显示Al~(3+)可能会掺入晶格间隙,而非取代晶格中Ca~(2+)。SEM和EDS证实Al~(3+)主要以聚集态形式吸附于晶须表面,优先吸附于(001)和(002)晶面,减小晶须长径比。     

花状三元Mg~(2+)-Zn~(2+)-Al~(3+)-LDHs的制备及其光催化性能研究

以尿素为沉淀剂,以Mg(NO_3)_2·4H_2O、Zn(NO_3)_2·6H_2O、Al(NO_3)_3·9H_2O为原料,采用均相沉淀技术制备了Mg~(2+)-Zn~(2+)-Al~(3+)-LDHs新型光催化材料。实验研究结果表明Mg~(2+)-Zn~(2+)-Al~(3+)-LDHs为片层状圆盘状形貌,平面尺寸为3μm,厚度约为250 nm,层间距为0.781 nm。该材料禁带宽度窄(2.49 Eg),是理想的光催化剂。以Mg~(2+)-Zn~(2+)-Al~(3+)-LDHs作为光催化剂,在一定条件下可以有效降解甲基橙。催化反应60 min后,降解率为95%。     

金属离子对磷矿醚胺反浮选脱硅的影响

本文采用醚胺类捕收剂D-609作为磷矿反浮选脱硅捕收剂,通过纯矿物试验和矿物表面Zeta电位分析,探索了Ca~(2+)、Mg~(2+)、Fe~(3+)、Al ~(3+)对石英和磷灰石浮选的影响。试验结果表明:Al ~(3+)、Fe~(3+)可以明显抑制石英的上浮;Ca~(2+)在酸性条件下对石英有较弱的抑制作用,在碱性条件下可以活化石英;Mg~(2+)在酸性和碱性条件下可以抑制石英的浮选;Ca~(2+)、Mg~(2+)、Fe~(3+)、Al ~(3+)对磷灰石浮选的影响较小。     

柠檬酸铵对水热合成α-CaSO4·0.5H2O结晶过程的影响

以CaSO_4·2H_2O为原料,柠檬酸铵(C_6H_(17)N_3O_7)为添加剂,在水热温度130℃,搅拌速率60r·min~(-1),反应2h的条件下制备α-CaSO_4·0.5H_2O。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、场发射透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TG)、差热示差扫描量热仪(DSC)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和X射线光电子能谱测定元素结合能(XPS)表征α-CaSO_4·0.5H_2O晶体的形貌和结构,探讨不同浓度C_6H_(17)N_3O_7对α-CaSO_4·0.5H_2O的晶体和结晶过程的影响。研究结果表明,C_6H_(17)N_3O_7会抑制α-CaSO_4·0.5H_2O沿c轴的生长,随着添加C_6H_(17)N_3O_7浓度的增大,α-CaSO_4·0.5H_2O的形貌由针状向柱状转变,晶体的直径由1.5～2μm增至10～12μm,长径比由80:1～100:1降至2:1～3:1。并且在CaSO_4·2H_2O向α-CaSO_4·0.5H_2O转化过程中,C_6H_(17)N_3O_7的添加导致其诱导时间和转化周期延长,生长速率减慢,晶体的热稳定性提高。     

化学竞赛试题选登(下)

<正> (七)已知NaOH+Hcl=Nacl+H_2O+57.32千焦,而Ca(OH(?)(溶液)+H_2SO_4=CaSO_4+2H_2O+130.29千焦。导致130.29不等于2×57.32的因素是(八)从海水中提取金属镁的反应式为:Ca(OH)_2+Mg~(2+)(海水中)=Mg(OH)_2↓+Ca~(2+)     

L-赖氨酸改性聚天冬氨酸的阻垢缓蚀性能与生物降解性

L-赖氨酸经过氨解反应合成一种改性聚天冬氨酸衍生物(Lys-PASP),用FTIR红外谱图证明了Lys-PASP分子中同时含有羧基和酰胺基等基团。扫描电子显微镜(SEM)的分析结果可知:Lys-PASP的加入使溶液中CaCO_3和CaSO_4的钙垢晶体的生长过程和形态发生变化,使得钙垢疏松、细小,抑制了它们长成致密结构的钙垢,从而达到很好的阻垢效果;Lys-PASP的加入使钙垢晶型变化,减缓了试片表面点蚀的发生;另外通过化学和物理的吸附作用在试片表面形成一层吸附膜而达到较好的缓蚀效果。探讨了Lys-PASP接枝聚合物对CaCO_3和CaSO_4垢的阻垢能力与Lys-PASP的投加量、Ca~(2+)的浓度和测试体系的温度之间的密切联系。当Lys-PASP的投加量为10 mg·L~(-1)时,对CaCO_3的阻垢率为98.7%,对CaSO_4阻垢率接近于100%,而在温度达到80℃、Ca~(2+)分别达到500 mg·L~(-1)和7000 mg·L~(-1)的浓度时,Lys-PASP也表现出很好的阻垢效果。另外,用失重法研究了当Lys-PASP和PASP均为150 mg·L~(-1)时,Lys-PASP的缓蚀率比PASP高13%;用摇床实验法证明了Lys-PASP属于易生物降解的物质。     

乙二胺对CaSO_4·2H_2O-NH_3-CO_2-H_2O反应体系制备球霰石络合作用的研究

烟气CO_2与工业固废磷石膏(CaSO_4·2H_2O)在CaSO_4·2H_2O-NH_3-CO_2-H_2O多相复杂体系中生成碳酸钙与硫酸铵,反应体系中游离的Ca~(2+)浓度呈下降趋势,产物CaCO_3为方解石和球霰石混合晶型。研究以乙二胺为添加剂,在固定搅拌转速、CO_2流量、氨水浓度的条件下,研究乙二胺(EDA)对CaSO_4·2H_2O-NH_3-CO_2-H_2O反应体系制备球霰石的影响及作用机理。结果表明:添加剂乙二胺以钙络合剂的形式参与反应抑制结晶,将反应体系的诱导期延长至60 min,根据质量守恒定律和配位解离平衡模拟的硫酸根浓度理论值与硫酸根浓度实验值、钙元素浓度实验值之间的误差小于20%。钙以游离态或与乙二胺形成配合物的形式存在于溶液中,钙浓度呈先上升后下降趋势,上升阶段钙浓度大于20℃时CaSO_4·2H_2O-NH_3-CO_2-H_2O的溶解度15 mmol×L~(-1),获得单一形貌的碳酸钙产品球霰石。随着乙二胺浓度的升高,诱导期内体系中钙浓度增加。通过延长诱导期,将反应结晶过程中的溶解与结晶过程分离,为直接制备纯净球霰石提供理论和可行性方面的指导。     

磁性氧化石墨烯复合材料的制备及其对制革废水中Cr3+的吸附研究

以氧化石墨烯、FeCl_2·4H_2O和FeCl_3·6H_2O为实验原材料,通过碱性共沉淀法制备磁性氧化石墨烯复合材料(Fe-GO)。探究不同的投加量、pH、温度和吸附时间对Fe-GO吸附制革废水中Cr~(3+)的影响。结果表明:Fe-GO对Cr~(3+)吸附的最适宜条件为Fe-GO的投加量为30mg,温度为30℃,pH为5,吸附时间为120min。     

磷酸中铁、铝、镁对复合肥中钾和磷水溶性的影响

通过向磷酸中添加FeSO_4·7H_2O、MgSO_4·H_2O、Al_2(SO_4)_3·18H_2O形成不同金属含量的磷酸,磷酸、硫酸与液氨经过反应、造粒、干燥后形成颗粒复合肥,考察Fe~(2+)、Al~(3+)、Mg~(2+)含量对复合肥中钾和磷水溶性的影响。结果表明,随着Fe~(2+)、Al~(3+)、Mg~(2+)含量的增加,复合肥的水溶磷和水溶钾表现出不同程度的降低;Mg2+含量的增加对复合肥中水溶磷和水溶钾的影响较小,Fe~(2+)和Al~(3+)对复合肥中水溶磷和水溶钾的影响较大,尤其是复合肥中Fe~(2+)和Al~(3+)质量分数在0.6%～1.0%时,对复合肥中水溶磷和水溶钾的退化作用最为显著。     

某钙质胶磷矿反浮选试验及机理研究

对某地区钙质胶磷矿进行了矿物组成和元素分析,并选用反浮选脱镁工艺进行了硫酸、磷酸和混酸的抑制剂对比试验,结果表明使用混酸作为抑制剂最佳。本文研究了钙质胶磷矿在混酸作抑制剂条件下的反浮选机理,并对胶磷矿、白云石进行了溶液化学计算。研究表明,混酸电解反应生成的H~+能与HCO_3~-、CO_3~(2-)发生化学反应,降低白云石矿物表面阴离子的浓度,并且生成的CO2能阻碍矿物表面氢键的形成,从而活化了白云石的浮选;混酸电离反应生成的HPO_4~(2-)、H_2PO4~-和PO_4~(3-)易于吸附到磷矿物表面,与油酸根离子的吸附形成竞争吸附,抑制胶磷矿矿物的浮选。     

工业磷酸组分对磷矿浸出的影响研究

用工业磷酸分解磷矿制磷酸,其组分会对酸解磷矿效果产生影响,为此通过用工业磷酸与纯磷酸进行磷矿浸出对比试验,结合在纯磷酸中添加H_2SO_4、MgSO_4、Al_2(SO_4)_3和Fe_2(SO_4)_3进行磷矿浸出试验,考查了H+、PO43-、SO42-、Mg~(2+)、Al ~(3+)和Fe~(3+)对磷酸分解磷矿性能的影响。试验表明,在相同PO43-浓度下,用纯磷酸浸出磷矿的效果明显优于工业磷酸,说明PO43-浓度不是影响磷矿浸出效果的主要因素。在纯磷酸中加入H_2SO_4可明显改善磷矿浸出效果,而加入MgSO_4、Al_2(SO_4)_3和Fe_2(SO_4)_3对磷矿浸出效果的影响不明显,说明SO42-、Al~(3+)、Mg~(2+)、Fe~(3+)对浸出效果影响不大,真正影响磷矿浸出效果的因素是H+浓度。     

异丙醇催化碱式碳酸镁晶体的合成

以菱镁矿为原料、异丙醇为添加剂,采用水化碳酸化法-直接热解法合成了碱式碳酸镁晶体(4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O)。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜探究了热解温度、异丙醇添加量、热解时间对产物的物相组成和形貌的影响,并通过动力学分析计算了合成反应活化能。结果表明:当异丙醇与Mg(HCO_3)_2溶液的体积比为2:1,热解时间为120 min时,在50℃合成了平均直径为1.0μm,平均长度为10μm,表面带绒毛的棒状4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O晶体;4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O热分解温度范围为150～700℃,分3个阶段进行,分解产物为MgO、H_2O和CO_2;合成反应活化能为1.330 7 kJ/mol,异丙醇降低了亚稳相水合碳酸镁向稳定相4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O转变所需要的能量,加速了低温环境下的相转化进程。