杂质对氯化钾芒硝转化法制取硫酸钾的影响

试验研究了杂质MgCl_2、NaCl和CaSO_4对氯化钾芒硝转化法制取硫酸钾过程的影响。试验指出,杂质MgCl_2对反应过程中K~2和(SO_4)~(2-)转化率及产品纯度的影响比较大。随着母液的循环,Mg~(2+)在溶液中积累至大约2.3％时,将以软钾镁砜(K_2SO_4MgSO_4·6H_2O)结晶析出。Na~+和Ca~(2+)对过程的影响较小。用化学纯和工业纯氯化钾与硫酸钠为原料制取硫酸钾的试验指出。由于工业纯原料含有Mg~(2+)、Na~+和Ca~(2+)等杂质,致使工业纯原料制得的硫酸钾产品纯度降低4～5％,K~+离子产率亦降低约4％。     

盐溶液对Na-膨润土膨胀率影响的试验研究

为探究无机盐溶液浓度、阳离子价态以及碱性对钠基膨润土膨胀特性的影响规律,采用不同浓度的KCl、CaCl_2、MgCl_2、AlCl_3、K_2SO_4、K_2CO_3、KOH、NaCl和NaOH溶液替代蒸馏水对钠基膨润土进行自由膨胀率试验.研究发现:盐溶液中的K~+、Mg~(2+)和Al~(3+)取代了抗衡离子Na~+,且随阳离子价态增加,对Na~+的置换率逐渐增大;钠基膨润土的自由膨胀率随溶液浓度的增加而下降,并且其过程分为三个阶段,金属阳离子价态越大,在第一阶段对膨胀潜力的抑制效果越显著;当溶液浓度大于0.25 mol/L时,K~+对膨润土膨胀潜力的抑制效果更为显著;在盐溶液呈弱碱性时,其中少量的OH~-会促使土颗粒的分散作用;当NaOH溶液浓度低于0.6 mol/L时,自由膨胀率主要受溶液浓度的影响,当NaOH溶液浓度高于0.6 mol/L时,自由膨胀率受到溶液浓度和高pH值双重作用的影响.     

微细高岭石颗粒表面水化作用机理研究

为掌握微细高岭石颗粒表面水化作用机理,利用流变仪测定了微细高岭石在不同离子溶液中分散体系的黏度.基于爱因斯坦黏度方程,建立了矿物颗粒表面水化度测定方法,分析了Na+,K+,Ca2+,Mg2+等离子对高岭石颗粒表面水化度的影响规律.结果表明:高岭石颗粒表面水化度在去离子水中为131.895,在浓度为0.001,0.010,0.100mol/L不同离子溶液中分别为NaCl溶液中的160.714,123.397,109.834,KCl溶液中的141.761,106.171,93.071,CaCl_2溶液中的118.854,93.141,86.800和MgCl2溶液中的95.195,82.764,57.234,水化度随溶液中离子浓度的增加而逐渐减小,浓度较低时Na~+,K~+离子有利于水化膜的形成,颗粒表面水化度最高;煤泥水中常见阳离子对高岭石颗粒表面水化膜的弱化能力依次为:Na~+K~+Ca~(2+)Mg~(2+);溶液中的离子主要是通过改变颗粒表面扩散双电层内游离水的含量,使双电层中剪切面产生移动,从而改变颗粒表面水化膜的厚度.     

武汉市冬季灰霾期PM_(2.5)中水溶性无机离子的特征

2018年1月,利用颗粒物采样器采集武汉市大气PM_(2.5)样品并进行水溶性无机离子(F~-、Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-)、Na~+、NH_4~+、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+))的分析.结果表明,NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+是PM_(2.5)中最主要的3种水溶性无机离子,除Mg2+与Ca2+外,PM_(2.5)与WSIIs(水溶性无机离子)之间的相关性显著,且移动源贡献占主导地位.阴阳离子平衡表明武汉市冬季灰霾期PM_(2.5)呈中性或弱酸性.通过混合单粒子拉格朗日综合轨迹模式模拟并采用分层聚类得出了4种主要的后向气流轨迹及相应的PM_(2.5)和水溶性离子浓度,结果表明区域传输对此次灰霾期影响较大.     

Na+,Mg2+//SO42-,B4O72--H2O 交互四元体系288K时相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了288K时Na~+,Mg~(2+)//SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O四元交互体系的相平衡关系,测定该体系在288 K时平衡液相的溶解度和密度.依据实验测定的平衡溶解度数据及对应的平衡固相,绘制了该四元体系的平衡相图以及其密度-组成图.研究结果表明:交互四元体系Na~+,Mg~(2+)//SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O 288 K时的相平衡实验中,有复盐Na2SO_4·MgSO_4·4H_2O生成,平衡相图中有3个共饱点,7条单变量曲线,5个结晶区,对应的平衡固相分别为Na2B4O7·10H_2O,MgB4O7·9H_2O,Na2SO_4·10H_2O,MgSO_4·7H_2O和Na2SO_4·MgSO_4·4H_2O.     

由察尔汉盐湖卤水制取软钾镁矾的研究

本文根据 K~+、Na~+、Mg~(++)//Cl~-、SO_4~= -H_2O 体系的25℃介稳相图,在实验室内模拟太阳蒸发,研究了添加芒硝后的察尔汉盐湖卤水合成溶液在25℃时的等温蒸发过程,提出了一条利用察尔汉盐湖资源生产软钾镁矾(K_2SO_4 MgSO_46H_2O)的盐田日晒工艺路线。     

氯化钾芒硝转化法制硫酸钾工艺路线的探讨

通过对K~ ,Na~ //Cl~-,SO_4~2—H_2O体系相图的分析和工艺计算,探讨了由芒硝与氯化钾反应制取硫酸钾的工艺路线,并拟定出生产硫酸钾的原则流程,在实验室条件下,接照选择的工艺路线制得纯度为99%的硫酸钾产品和纯度为98%的NaCl副产品。     

半水硫酸钙晶须结晶过程

水热过程中半水硫酸钙晶须的成核过程与生长过程两个方面考查Na~+、K~+、Mg~(2+)、Zn~(2+)和Al~(3+)几种不同价位的金属离子对水热过程中半水硫酸钙晶须结晶过程的影响。结果表明:在纯水体系中,随着过饱和比的升高,半水硫酸钙晶须的成核时间逐渐降低,其临界界面张力为9.5mJ·m~(-2);随着一价离子、二价离子、三价金属离子的加入,半水硫酸钙晶须的临界成核时间逐渐升高,同时界面张力也逐渐升高。其中,Al~(3+)对半水硫酸钙晶须成核的抑制作用最大。     

柱填料的交换容量与间接光度法离子色谱

本文用间接光度色谱法在微型高效液相色谱仪上,以作者自制的表面互贯微球磺酸树脂作为分离柱的填料,分析了Na~+、NH~+、K~+和Mg~(2+)、Ca~(2+)、Sr~(2+)离子,并根据分析结果定性考察了填料的交换容量与分离效果的关系。     

杭州市PM_(10)水溶性离子特征及源解析

可吸入颗粒物(PM_(10))是大气的主要污染物之一,对其进行控制有助于改善空气质量。2018年12月至2019年11月在杭州市采集PM_(10)样品,分析样品中水溶性无机离子的组成特征及其季节变化规律,并通过潜在源贡献因子法(PSCF)、浓度权重轨迹分析法(CWT)、相关性分析和PMF模型等方法探讨PM_(10)中水溶性无机离子的来源。结果表明:PM_(10)年均质量浓度为(105.97±50.01)μg/m~3,低于国家二级标准;受季风气候影响,PM_(10)季平均质量浓度在冬季最高,夏季最低;PM_(10)中各离子质量浓度由大到小排列为NO~-_3SO■NH~+_4Ca~(2+)Na~+Cl~-K~+Mg~(2+);NO~-_3,SO■,NH~+_43种离子,约占总水溶性无机离子质量浓度的85.0%,可见杭州市大气中二次气溶胶污染程度高,主要以(NH_4)_2SO_4和NH_4NO_3的形式存在;大气中PM_(10)的水溶性离子主要来源有机动车排放源相关性二次气溶胶、生物质燃烧源、煤燃烧源相关性二次气溶胶、海洋源以及土壤和建筑扬尘源等5类。     

杂质离子对铜沉积微观结构的影响

为揭示杂质离子在铜电结晶过程中的行为,提高电解铜的质量,模拟电解铜厂的生产条件,用XPS、XRD、SEM等仪器研究了电解液中As~(5+)、Sb~(3+)、Bi~(3+)、Fe~(2+)、Fe~(3+)”、Ni~(2+)、Zn~(2+)等杂质离子对铜沉积微观结构的影响。结果表明:当电流密度i≤220 A/m~2时,杂质离子不在阴极沉积,但抑制其他晶面的生长,使铜结晶的(220)晶面织构系数明显增大,晶胞尺寸变大,电结晶形态由脊状变为脊状混块状;当i>220 A/m~2时,杂质中砷离子与铋离子在阴极有少量沉积,沉积层中砷以As和As_2O_3形式并存,铋以Bi_2O_3形式存在,铜结晶的颗粒变粗;当电流密度增至800 A/m~2时,杂质离子会使铜结晶的晶面择优取向从(220)变为(111)。     

蒸氨溶液中Ca~(2+)、Fe~(2+)、SO_4~(2-)离子对氢氧化镁产品的影响

以工业轻烧粉和氯化铵反应制得的氯化镁蒸氨溶液是生产氢氧化镁的原料,溶液中所含的Ca~(2+)、Fe~(2+)、SO_4~(2-)离子对氨沉淀法制得的氢氧化镁产品的分散性、粒径和形貌有一定的影响.通过将单一Ca~(2+)、Fe~(2+)、SO_4~(2-)离子与纯氯化镁溶液制得的产品进行比较,并采用滴定分析、X射线衍射、激光粒度分布仪、扫描电镜、热重(TG)分析对产品进行表征分析,同时研究了各离子对氢氧化镁产品的影响机理.结果表明:Ca~(2+)对氢氧化镁产品的形貌和分散性影响较小,Fe~(2+)、SO_4~(2-)对产品的形貌和分散性影响较大.     

毛细电泳法测定水中的铵和10种金属离子

水体铵和重金属离子的污染加剧,其准确快速测定非常重要。采用高压毛细电泳方法,进行水中铵测定的干扰因素实验,并利用F检验和t检验进行了测定水中铵的毛细电泳法和纳氏比色法之间的显著性检验,并且进行了测定Mg~(2+)、Ca~(2+)的毛细电泳法和滴定法之间的显著性检验。结果发现:采用15mmol/L咪唑+2mmol/L乙醇酸的水溶液为流动相,在2mmol/L 18-冠-6醚存在下,K~+、Na~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、Li~+、Cr~(3+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Fe~(3+)、Ni ~(2+)、Pb~(2+)和Hg~(2+)对水中NH_4~+的测定不干扰;K~+、Na~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、Li~+、Cr~(3+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Fe~(3+)、Ni ~(2+)、Pb~(2+)和Hg~(2+)实现了相互分离。进而得到测定水中NH_4~+工作曲线为:y=-3.567x+22.53(R2=0.999),线性区间为:0.2~175.0mg/L,定性检测限为0.05mg/L,回收率为101.2%,相对标准偏差RSD为0.21%。测定10种金属离子的回收率为97%~101%,检测限为0.01~0.10mg/L,相对标准偏差RSD为0.2%~3.1%。经计算发现毛细电泳法与纳氏比色法测定水中NH_4~+无显著性差异,测定Mg~(2+)、Ca~(2+)的毛细电泳法和滴定法之间无显著性差异。建立了同时测定水中铵和10种金属离子的毛细电泳法,该法干扰少、操作简单、重现性好、灵敏度较高、准确度较高而且线性较宽。     

杂质对共沸精馏浓缩磷酸的影响

研究了磷酸中含的Fe~(3+)、Al~(3+)、Mg~(2+)、F~-、Si等杂质对共沸精馏浓缩磷酸过程的影响。试验结果表明,杂质Fe~(3+)、Al~(3+)、Mg~(2+)几乎全部存留在塔釜液酸相中。F~(-1)则以SiF_4气态逸出,遇水冷却后形成SiO_2白色沉淀。挟带剂中含P_2O_5和杂质量极少,不需处理即可直接循环使用。     

甲醇介质中用硫酸钠制备硫酸钾

采用硫酸钠为原料,与氯化钾复分解反应制取硫酸钾;为了提高硫酸钾得率,反应过程中加入盐析剂,利用盐析作用,使硫酸钾更多的结晶析出。选用4种盐析剂实验,用甲醇作盐析剂的效果好,当盐析剂与反应物摩尔比n(甲醇)∶n(2KCl)=(0.9~1.0)∶1.0,反应温度25℃,反应时间1 h时,K~+转化率达82.8%,比不加盐析剂时K~+转化率59.5%,提高了23.3%。经XRD表征和产品质量分析,所制样品硫酸钾符合国家标准一等品要求。     

磷酸中的Al~(3+)、SO_4~(2-)和NH_4~+对二水硫酸钙结晶习性的影响

本文用转晶法(CaSO4·1/2H_2O→CASO_4·2H_2O)研究了磷酸溶液中Al~(3+)、SO_4~(2-)和NH_4~+才对二水硫酸钙结晶习性的影响。结果表明.Al~(3+)缺乏时,二水硫酸钙形成针状晶体。增大Al~(3+)浓度能减少晶体长宽比.但Al~(3+)大于2％则细小碎片晶体增多,过滤阻力增大。SO_4~(2-)缺乏则生成细小针状结晶。SO_4~(2-)大于5％则形成瓦棱状和片状混晶。NH~+的存在则出现六角柱状小晶聚集而成的球状聚晶。     

应用BLM研究Cd对大型溞的急性毒性

生物配体模型(biotic ligand model,BLM)能够用于重金属生物有效性和毒性的预测,为了考察水质参数作用下重金属Cd对大型溞的生物有效性和毒性,引入均匀实验设计方法对水质参数(Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+、K~+、pH)的不同水平进行优化组合。结果表明:7个不同均匀实验设计组中Cd对大型溞的LC_(50)有较大差异,LC_(50)变化范围为352.46~10 626.59μg·L~(-1)。毒性试验中Ca~(2+)、Mg~(2+)和pH对Cd的毒性有较强的抑制作用。由生物配体模型结合Cd对大型溞毒性试验数据得出半致死累积量(LA_(50))后,分别求得7个均匀设计组中阳离子(Cd~(2+)、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+和H~+)与大型溞生物配体结合的平衡常数,其中lg K_(BL-Cd)(Cd与生物配体结合的平衡常数)变化范围为8.34~8.47 L·mol~(-1)。利用BLM预测Cd对大型溞的LC_(50),LC_(50)预测值与实测值之比在1.04~1.27,预测结果与试验结果有较好的一致性。     

污泥脱水滤液水质对以鸟粪石形式回收磷的影响

为了研究污泥脱水滤液水质对以鸟粪石(MgNH_4PO_4·6H_2O)形式回收磷的影响,利用六联搅拌机模拟序批式搅拌反应器.结果表明:保持各试验均在搅拌转速为200 r/min,反应历时为180 min,沉淀历时为60 min条件下运行,在无需加入任何药剂的情况下,经搅拌后,污泥脱水滤液pH值升高,但还不足以生成鸟粪石沉淀;当PO_4~(3-)初始浓度为4.00 mmol/L时,虽然90%以上的PO_4~(3-)会以磷酸盐形式从污泥脱水滤液中沉淀下来,但须将污泥脱水滤液中Mg~(2+)初始浓度提高到5.00 mmol/L才能抑制Ca~(2+)与PO_4~(3-)的结合,使PO_4~(3-)、Mg~(2+)和NH_4~+回收浓度比接近3种离子在鸟粪石晶体中的化学计量比(1:1:1),即以鸟粪石形式回收的磷最多;当污泥脱水滤液在pH值为10.0～10.5条件下反应时,鸟粪石产量最高;污泥脱水滤液浊度越高,Mg~(2+)回收物质的量浓度越低,相应鸟粪石产量也越低.     

杂质离子对铜沉积微观结构的影响

为揭示杂质离子在铜电结晶过程中的行为,提高电解铜的质量,模拟电解铜厂的生产条件,用XPS、XRD、SEM等仪器研究了电解液中As5+、Sb3+、Bi3+、Fe2+、Fe3+、Ni2+、Zn2+等杂质离子对铜沉积微观结构的影响.结果表明:当电流密度i≤220A/m2时,杂质离子不在阴极沉积,但抑制其他晶面的生长,使铜结晶的(220)晶面织构系数明显增大,晶胞尺寸变大,电结晶形态由脊状变为脊状混块状;当i>220A/m2时,杂质中砷离子与铋离子在阴极有少量沉积,沉积层中砷以As和As2O3形式并存,铋以Bi2O3形式存在,铜结晶的颗粒变粗;当电流密度增至800A/m2时,杂质离子会使铜结晶的晶面择优取向从(220)变为(111).     

Ba_(0.8)Mg_(0.2)V_2O_6陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相反应法制备Ba_(0.8)Mg_(0.2)V_2O_6陶瓷,研究部分Mg~(2+)离子取代Ba~(2+)离子对Ba_(0.8)Mg_(0.2)V_2O_6陶瓷烧结特性、晶体结构、显微组织和微波介电性能的影响。采用XRD、SEM及矢量网络分析仪对其晶体结构、显微组织和微波介电性能进行表征。XRD结果显示样品主相为正交结构BaV_2O_6相。微波介电性能实验结果表明,随着烧结温度升高,样品ε_r和Q×f值均先增加后降低;部分Mg~(2+)离子取代Ba~(2+)离子能有效调节BaV_2O_6基陶瓷τf值。当500℃、5h烧结Ba_(0.8)Mg_(0.2)V_2O_6时,具有最佳微波介电性能。