粉煤灰改性及其吸附SO_2性能研究

粉煤灰煅烧后,加入Ca(OH)_2、Na_2SO_4水热化合改性,考察工艺条件对粉煤灰改性效果的影响,利用扫描电镜对粉煤灰的表面特征进行分析。结果表明,在下述最佳改性工艺条件下的比表面积最大为64.88m2/g:温度85℃、反应时间10h、Na_2SO_4/Ca(OH)_2质量比0.5∶1、液固比12∶1。改性后粉煤灰对SO_2的吸附量为改性前的10.5倍。     

粉煤灰的改性及从模拟烟气中吸附脱除SO_2试验研究

采用煅烧—水热化合法对粉煤灰进行改性,并用改性后的粉煤灰进行模拟烟气脱硫试验,研究了改性粉煤灰脱硫机制。试验结果表明,在助熔剂Na_2CO_3用量12g、Ca(OH)_2用量15g、温度80℃、水合消化8h条件下,对50g粉煤灰进行改性,改性后的粉煤灰含湿率30%,对SO_2最大吸附率达93.5%,平均吸附率为85.2%,吸附效果较好。     

富氧底吹炼铜熔炼烟气干法收砷工艺试验研究

本文以富氧底吹炼铜熔炼含砷烟气为研究对象,指出底吹熔炼干法收砷的影响因素包括烟气温度、喷水量、烟气中SO_3含量等,其中烟气中SO_3含量是影响干法收砷的主要因素。通过试验对比两种碱性药剂NaOH和Ca(OH)_2脱除熔炼烟气中SO_3的效果,发现Ca(OH)_2优于NaOH。在富氧底吹熔炼炉入炉物料为90 t/h,炉料含砷2. 32%,氧料比150 m~3/t,富氧浓度75%,并且使用Ca(OH)_2作为脱除SO_3碱性药剂的条件下,最佳工艺条件为:喷入Ca(OH)_2溶液浓度为11%,骤冷塔出口温度控制在170℃。此时,布袋除尘器捕集的砷烟灰As_2O_3纯度为70. 07%,8 h产出的砷灰量28. 5 t。此外,Ca(OH)_2比Na OH具有更大的成本和环境优势。     

A hydrometallurgical method of energy saving type for separation of rare earth elements from rare earth polishing powder wastes with middle fraction of ceria

This study described a hydrometallurgical method to investigate the separation of rare earth elements(REEs)from rare earth polishing powder wastes(REPPWs)containing large amounts of rare earth oxides with a major phase of CeO_2 and minor phases of La_2O_3,Pr_2O_3,and Nd_2O_3 using a process devised by the authors.The suggested approach consisted of five processes:the synthesis of NaR E(SO_4)_2·xH_2O from rare earth oxides in Na_2SO_4-H_2SO_4-H_2 O solutions(Process 1),the conversion of NaR E(SO_4)_2·xH_2O into RE(OH)_3 using NaO H(Process 2),and the oxidation of Ce(OH)_3 into Ce(OH)_4 using air with O_2 injection(Process 3),followed by Processes 4 and 5 for separation of REEs by acid leaching using HCl and H_2SO_4,respectively.To confirm the high yield of NaR E(SO_4)_2·xH_2O in Process 1,experiments were carried out under various Na_2SO_4 concentrations(0.4–2.5 mol/L),sulfuric acid concentrations(6–14 mol/L),and reaction temperatures(95–125 oC).In addition,the effect of the pH value on the separation of Ce(OH)_4 in HCl-H_2 O solutions with Ce(OH)_4,La-,Pr-,and Nd(OH)_3 in Process 4 was also investigated.On the basis of above results,the possibility of effective separation of REEs from REPPWs could be confirmed.     

砷酸钙渣形成类型的热力学分析

Ca-As盐的形成发生于含砷溶液的钙盐沉淀及砷在地下水迁移的过程中。通过热力学计算,绘制了25℃时Ca~(2+)-AsO_4~(3-)-H_2O系热力学平衡图,并考察了Ca/As摩尔比对沉淀的物相组成及沉淀效果的影响。结果表明,在0pH14范围内,Ca~(2+)-AsO_4~(3-)-H_2O系可形成4种固体物相,分别为CaHAsO_4·H_2O(_s)、Ca_3(AsO_4)_2·4H_2O(_s)、Ca_5(AsO_4)_3OH和Ca_4(OH)_2(AsO_4)_2·4H_2O(_s)。当Ca/As2时,CaHAsO_4·H_2O(_s)和Ca_3(AsO_4)_2·4H_2O(_s)的稳定区随着pH的增大而缩小,Ca_5(AsO_4)_3OH的稳定区随pH增大而扩大。当Ca/As2时,Ca_4(OH)_2(AsO_4)_2·4H_2O_((s))才能形成。结合已有研究,认为要达到理想的脱砷效果,Ca/As应该大于2,且溶液中应该保持较高的游离钙浓度。     

六偏磷酸钠与Ce(Ⅲ)及Ce(Ⅳ)的作用

本文通过溶解度、电导和沉降体积法研究了水溶液中硝酸铈(Ⅱ)和硝酸铈(Ⅳ)与六偏磷酸纳的反应,制得了相应的固态化合物:Na_3Ce(PO_3)_0·9H_2O,Ce_2(PO_3)_0·11H_2O,Na_2Ce(PO_3)_0·5H_2O和Na_3Ce[(PO_3)_0]_2·13H_2O。并对其热稳定性进行了研究。     

湿法炼锌铁钒除铁工艺管路结晶的机理探讨

通过对湿法炼锌过程所涉及的三元体系M_2SO_4-ZnSO_4-H_2O(M=K,Na,NH4)溶解度相图的比较研究,发现在上述三元体系中,在一般的冶炼工艺条件下,复盐(如(NH_4)_2SO_4·ZnSO_4·6H_2O(s)、Na_2SO_4·ZnSO_4·4H_2O(s)、K_2SO_4·ZnSO_4·6H_2O(s)远比单盐(如ZnSO_4·7H_2O(s)、Na_2SO_4(s)、K_2SO_4(s))要容易析出得多。这些复盐在溶液中的溶解度均随着温度的降低而降低,是管路结晶的主要诱因。溶解度较小的((NH_4)_2SO_4·ZnSO_4·6H_2O(s)生成是导致黄铵铁钒除铁过程管路易结晶堵塞的主因。     

硅酸钠低温焙烧分解白钨矿工艺研究

白钨矿高效分解的关键在于矿中Ca和W的有效分离。传统的白钨矿苏打烧结法是通过在焙烧过程中添加二氧化硅,使白钨矿中的CaWO_4分解成易溶于水的Na_2WO_4和xCaO·ySiO_2二元渣,但由于焙烧过程中易发生逆反应,导致白钨矿分解不彻底,分解率仅为95%左右。因此,白钨矿火法分解的关键难题在于如何将矿中的Ca稳定固定在冶炼渣中,且不发生逆反应。Na_2SiO_3可视为Na_2O·SiO_2,火法过程中可结合Ca生成稳定的xNa_2O·yCaO·zSiO_2三元渣,基于此,将Na_2SiO_3与白钨矿混合焙烧,若Na_2SiO_3能结合白钨矿中的Ca并生成稳定的xNa_2O·yCaO·zSiO_2三元渣,同时矿中的钨转变为易溶于水的Na_2WO_4,便可实现白钨矿的分解。由此,提出了硅酸钠焙烧-水浸法分解白钨矿,系统考察了白钨精矿/硅酸钠质量比、焙烧温度、焙烧时间、水浸温度、水浸时间以及液固比对白钨矿分解的影响。结果表明:在白钨精矿/硅酸钠质量比1.0∶2.2,焙烧温度700℃,焙烧时间1.5 h,水浸温度50℃,水浸时间0.5 h,液固比(ml/g)1.3∶1.0的条件下,钨的浸出率高达99.42%,浸出液浓度为256.7 g·L~(-1),新工艺实现了白钨矿在低温下的高效分解。     

硫对含草酸钠铝酸钠溶液蒸发排盐的影响

通过添加不同量的硫酸钠和硫化钠,研究硫对含一定浓度草酸钠(Ns)的铝酸钠溶液蒸发排盐的影响。结果表明,当Ns=6g/L时,硫酸钠对铝酸钠溶液中Na_2CO_3、硫盐、Na_2C_2O_4和NaAlO_2的结晶析出均有影响,随着添加量的增加,盐析出率均增大,排盐率也增大,当Ns=6g/L时,排盐率达到92.02%,排盐渣中存在Na_2CO_3、Na_2C_2 O4、NaAlO_2·1.25H_2O、Na_2SO_4以及Na_6CO_3(SO_4)_2、Na_4(SO_4)1.39(CO_3)0.61等结晶复盐;添加硫化钠也可以增加盐析出率与排盐率,但是效果不明显,在当Ns=6g/L时,排盐率仅为71.71%,结晶物相有Na_2CO_3、Na_2C_2O_4、NaAlO_2·1.25H_2O以及Na_2S,Na_2S2O_3,Na_2SO_3等,并不存在结晶复盐;随着硫化钠添加量的增加,抽滤时间增长,增加了排盐的难度,硫化钠滞留在溶液中,继续对生产产生危害,需要引入氧化剂将硫化钠充分氧化为硫酸钠,才能达到良好的强化排盐效果。     

水热法制备SiO_2/ZrSiO_4复合包覆型γ-Ce_2S_3色料的研究

采用氧氯化锆(ZrOCl_2·8H_2O)、正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,以SiO_2包裹γ-Ce_2S_3(γ-Ce_2S_3@Si0_2)为呈色剂,通过复合包裹法制备了SiO_2/ZrSiO_4复合包覆型γ-Ce_2S_3(γ-Ce_2S_3@SiO_2/ZrSiO_4)。系统研究了水热温度、混合液pH值、聚乙烯吡络烷酮(PVP)的添加量及不同的n_(Cc)/n_(Zr)等对合成包裹色料的影响,得到了合成γ-Ce_2S_3@SiO_2/ZrSiO_4的最佳条件。研究发现,基于色料的发色以及温度稳定性能,当n_(Cc)/n_(Zr)=1,PVP添加量为γ-Ce_2S_3@SiO_2质量的20%时,调节混合液pH=9,经210℃水热反应12 h能够得到温度稳定性能较好的红色γ-Ce_2S_3@SiO_2/ZrSiO_4,其红度值(a~*)为26.73。透射电子显微镜(TEM)结果表明利用正硅酸乙酯(TEOS)水解合成出了核壳结构的γ-Ce_2S_3@SiO_2呈色剂,二次包裹后,在SiO_2表面形成了ZrSiO_4吸附层。通过差热-热重(DTA-TG)结果可知,γ-Ce_2S_3@SiO_2/ZrSi0_4相比γ-Ce_2S_3@Si0_2,其温度稳定性能提升了147℃。     

采用硫酸-还原剂浸出工艺从废旧锂离子电池中回收LiNi_(0.6)Mn_(0.2)Co_(0.2)O_2

采用H_2SO_4-还原剂浸出工艺处理废旧锂离子电池正极材料(LiNi_(0.6)Mn_(0.2)Co_(0.2)O_2),研究了H_2SO_4浓度以及浸出温度对有价金属元素浸出的影响,确定了浸出过程中适宜的H_2SO_4浓度为2 mol/L,浸出温度为40℃。在H_2SO_4浓度为2mol/L、原料与浸出剂比例为100g/L、浸出时间为2h、浸出温度为40℃、搅拌速度为500r/min的优化条件下,通过单因素实验考察了还原剂H_2O_2、C_6H_(12)O_6、Na_2SO_3对有价金属浸出的影响。结果显示,还原剂H_2O_2、C_6H_(12)O_6、Na_2SO_3的最佳添加量分别为4.5%、80g/L、60g/L。通过正交实验考察了混合还原剂的影响,结果表明当还原剂组成为120g/L C_6H_(12)O_6和100g/L Na_2SO_3时,Co、Li、Mn、Ni浸出率分别为93.51%、92.68%、95.61%、92.93%,Al浸出率仅达到18.57%。与单个还原剂相比,通过改变混合还原剂的组成,可在不明显降低有价金属(Li、Ni、Mn、Co)浸出率的情况下,控制杂质金属Al的浸出。另外,对于Al、Li的浸出,影响因素的主次关系分别为:Na_2SO_3C_6H_(12)O_6H_2O_2、H_2O_2Na_2SO_3C_6H_(12)O_6;对于Co、Mn、Ni的浸出,影响因素的主次关系为C_6H_(12)O_6H_2O_2Na_2SO_3。     

沉淀法制备微米四氧化三钴试验研究

研究了以氯化钴为钴源,采用碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢铵沉淀体系制备Co_3O_4。以碳酸氢铵为沉淀剂制备前驱体,煅烧后制得四氧化三钴。结果表明,物质的量比是影响前驱体物相的主要因素:碳酸氢铵与氯化钴物质的量比≤3∶1时,前驱体为碱式碳酸钴(Co(CO_3)_(0.5)(OH)·0.11H_2O);碳酸氢铵与氯化钴物质的量比为4.5∶1时,前驱体为碳酸钴(CoCO_3)和复合碱式碳酸钴((NH_4)_2Co_8(CO_3)_6(OH)_6·4H_2O)的混合物。采用该体系,在物质的量比4.5∶1,氯化钴质量浓度13 g/L、反应温度60℃、反应时间10 h条件下,所得Co_3O_4粉体粒度分布均匀且范围窄,D_(50)为9.08μm,形貌为类球形。     

电气石矿物的全分析

电气石是含硼的铝硅酸盐矿物,一般结构式为(Na,Ca)(Mg,Al),〔BAl_3Si_6(O,OH)_3〕,因类质同象置换普遍,成分较复杂,故常使其组分不定,主要成分的含量变化如下(以％计):SiO_230～40,B_2O_38～12,Al_2O_318～44,FeO+Fe_2O_30～38,MgO0～25,Na_2O0～8,CaO0～4,H_2O1～4,尚有K、Mn、Li等元素的混合物。电气石有3个主要类别:     

控制片状α-Al_2O_3粉体形貌影响因素的研究

如何能获得形貌规则,粒径均匀,且无团聚和交错生长现象的六角形片状氧化铝粉体材料,一直是材料科学学者努力研究的方向。以Al_2(SO_4)_3·18H_2O制备得到的Al(OH)_3凝胶为前驱体,通过熔盐法制得了片状α-Al_2O_3粉体。在NaCl-KCl熔盐体系中,当盐料比为4:1,煅烧温度1200℃,保温4h时六角形片状氧化铝粉体大小均匀,有较大径厚比,且无团聚和交错生长的现象,在水中具有良好分散性能,平均粒径10μm左右。     

纳米二氧化锆粉体的制备

以ZrOCl_2·8H_2O为锆源,CO(NH_2)_2为沉淀剂,去离子水为溶剂,通过水热法合成单斜晶型的纳米ZrO_2。讨论水热温度和水热时间对纳米二氧化锆晶粒尺寸的影响,并利用场发射扫描电镜(SEM)和XRD衍射仪表征手段,对产品形貌及物相进行了表征分析。实验结果表明,水热温度是影响ZrO_2粉体晶化的主要因素,在140℃水热温度下,ZrOCl_2·8H_2O和CO(NH_2)_2反应生成Zr(OH)_4胶体。随着水热温度升高到160℃,大部分的Zr(OH)_4胶体分解生成ZrO_2并结晶。当水热温度继续升高至180℃时,Zr(OH)_4全部分解生成ZrO_2。水热时间的增加并不改变ZrO_2的晶型,且对ZrO_2的晶粒尺寸影响不大,随着水热时间由3 h增加到18 h,其粒径分别为51.2、46.1、45.6nm和54.3 nm,且样品具有良好的分散性。     

W-Ce复合缓蚀剂对X80管线钢的缓蚀性能及机理研究

为了研究Na_2WO_4·2H_2O、Ce(NO_3)_3·6H_2O单一缓蚀剂以及Na2WO_4·2H_2O-Ce(NO_3)_3·6H_2O(简写为:W-Ce)复合缓蚀剂对X80管线钢的缓蚀作用,采用失重法计算钢试样在不含和含有不同缓蚀剂的中性Na Cl介质中的缓蚀效率,结合SEM表征确定出,在35℃恒温条件下,780 mg·L~(-1)Na_2WO_4·2H_2O与660 mg·L~(-1)Ce(NO_3)_3·6H_2O复配得到的W-Ce复合缓蚀剂具有最高的缓蚀效率,达99.01%。根据EDS分析和多酸配合物的理论,探究了W-Ce复合缓蚀剂的缓蚀机理和模型。最终认为,W-Ce复合缓蚀剂对X80钢片的缓蚀作用,主要是通过Ce~(3+)和WO_4~(2-)形成的杂多酸[Ce(WO_4)_3]_n~(3-)与钢片表面的Fe配位吸附作用,形成一层缓蚀膜,从而隔绝腐蚀介质,产生了优良的抑制腐蚀效果。     

Recovery of rare earths and aluminum from FCC waste slag by acid leaching and selective precipitation

This paper investigated the recovery of rare earth elements(REEs) and aluminum(AI) from the waste slag discharged by FCC catalyst factory(FCC waste slag) via acid leaching and selective precipitation.Analysis methods such as ICP-AES, XRF and XRD were applied to obtain experiment data. The maximum leaching efficiency of REEs and Al was achieved at pH value of 1 and with liquid to solid ratio of 4:1,Under such conditions, 91.01%, 92.24% and 94.77% of La, Ce and Al were extracted at 20 ℃ for 2 h from the FCC waste slag, respectively. The SiO_2 content in the leaching residue was 88.3%, which can be used as an available silicon resource. The REEs can be precipitated in the form of REEs and sodium double sulfate(NaRE(SO_4)_2·xH_2 O) by adding Na_2 SO_4 to the leaching solution, while Al remained in the solution. Afterwards, the pH value of the filtrate was adjusted to 4.5, and Al was precipitated as AI(OH)_3. Finally,NaRE(SO_4)_2·xH_2 O and Al(OH)_3 were converted into RECl_3 and Al_2(SO4)_3 solution,respectively, which were recycled to manufacture zeolite. This process recovered REEs and Al from the FCC waste slag and reduced the emissions of waste slag simultaneously, which has an important economic and environment significance.     

从高酸浸蚀溶液中吸附回收钼

研究了用阳离子交换剂KF-7,KF-1m及SF-5从酸浸溶液(Mo 106.3g/L,HNO_3 440g/L,H_2SO_4 335g/L)中回收Mo的工艺。用KF-1m和SF-5后,Mo的回收率可达99.8％～99.9％。通过10％～12％的NH_4OH溶液从离子交换剂中洗提Mo,而高纯(NH_4)_6MO_7O_(24)·4H_2O在洗提液中沉淀。这样从酸浸液中回收的Mo,具有高效酸洗能力。     

Synthesis,photoluminescence properties and thermal investigation by TG-MS of RE(DAS)_3·xH_2O(RE=Eu~(3+),Tb~(3+))

Rare earth(Ⅲ) diphenyl-4-amine sulfonates(RE(DAS)_3·xH_2O,RE=Eu~(3+),Tb~(3+))phosphors were synthesized by precursor method from barium diphenyl-4-amine sulfonate and rare earth sulfates.FTIR,TG/DSC coupled to mass spectrometry(TG/DSC/MS),X-ray powder diffraction(XPD),scanning electron microscopy(SEM) and photo luminesce nce(PL) spectroscopy were utilized to structurally and morphologically characterize the samples.Thermal decomposition of Eu(DAS)_3·7H_2O and Tb(DAS)_3·2H_2O at 973 K under dynamic air atmosphere results in crystalline Eu_2O_2SO_4 and Tb_2O_2SO_4 materials,respectively.Accordingly,MS spectra reveal the liberation of thermal decomposition products of precursors,largely as CO_2,NO_2 and SO_2 gases.The diphenyl-4-amine sulfonate(DAS) ligand demonstrats a good stabilizing property for Eu~(3+) and Tb~(3+) ions.The Eu(DAS)_3·7H_2O and Tb(DAS)_3·2H_2O compounds display efficient red and green emissions,under UV excitation,arising from the ~5D_0→~7F_J(J=0-4) and ~5D_4→~7F_J(J=0-6) transitions of the Eu~(3+) and Tb~(3+) ions,respectively.     

用冶金级氢氧化铝制备高纯氢氧化铝及氧化铝

研究了从冶金级氢氧化铝重溶后的铝酸钠溶液中脱除杂质硅和铁并制备高纯氢氧化铝和氧化铝,考察了脱杂剂CaO及Ca-Al水滑石用量、反应温度、反应时间及Na_2O浓度对脱杂的影响。结果表明:在CaO和水滑石用量均为10 g/L、85～90℃条件下反应2 h,脱杂效果较好,SiO_2、Fe_2O_3质量浓度都可降至2 mg/L以下,种分得到的Al(OH)_3中SiO_2、Fe_2O_3质量分数低于0.003%。将种分得到的氢氧化铝通过水热法处理可深度脱钠,三水铝石转变为一水铝石,晶间及包裹Na_2O返溶于水,Na_2O质量分数可降至0.02%左右。水热产物于1 150℃下煅烧,灼碱质量分数显著降低,Al_2O_3产品纯度在99.9%以上。