基于数字图像处理的盐溶液过饱和比与结晶压力测量方法

溶液过饱和比和结晶压力是研究多孔材料结晶破坏效应的主要参数，但目前没有很好的手段直接测量溶液过饱和比。观察溶液结晶现象发现，溶液结晶前后图像灰度会发生明显变化，因此本文提出一种基于数字图像处理(DIP)技术的盐结晶过饱和比和结晶压力的测量方法。该方法以图像为基础，得出灰度值与溶液浓度的关系，运用MATLAB软件绘出溶液过饱和比和结晶压力分布图。以Na₂SO₄溶液和NaCl溶液的结晶行为为例，得到Na₂SO₄溶液与NaCl溶液结晶的初始过饱和比在1.1～1.3,进一步计算了Na₂SO₄和NaCl的结晶压力理论值。Na₂SO₄和NaCl结晶破坏效应的差异与二者不同的结晶行为有关，Na₂SO₄晶体的蠕变生长行为导致其更具破坏性。     

高盐废水中硫酸铵和硫酸钠的分质结晶工艺研究

处理高盐废水并回收其中的盐资源是许多生产企业废水综合治理的难题。采用等温溶解平衡法测定了10、15、60、80℃下Na₂SO₄-(NH₄)₂SO₄-H₂O的液固相平衡数据，基于相平衡数据划分了结晶区域。根据高盐废水的组成和液固相平衡数据，提出了分质结晶分离(NH₄)₂SO₄和Na₂SO₄的工艺路线，设计了结晶过程工艺参数并进行了实验验证。结果表明，废水经3步结晶回收得到的(NH₄)₂SO₄纯度达到了99.2%、Na₂SO₄纯度达到了98.9%，满足GB/T 535—2020《肥料级硫酸铵》和GB/T 6009—2014《工业无水硫酸钠》的纯度指标要求。该研究可为高盐废水中(NH₄)₂SO_...     

海水体系碳酸钠水合物结晶形成过程研究及应用

海水淡化副产浓海水中含有大量的化学资源，将浓海水增浓精制可以得到高浓度的盐水，得到的高浓度盐水可以作为氨碱法纯碱生产的原料。采用等温法测定了0℃时Na₂CO₃-Na₂SO₄-Na Cl-H₂O四元体系相平衡溶解度数据，绘制了相图并对其进行了分析。研究表明，0℃时该体系生成1个等温共饱点和3个结晶区，其中Na₂CO₃·10H₂O结晶区面积较大，可用于碳酸钠水合物法增浓海水的工艺研究。物料守恒计算得出，该技术可使浓海水增浓80.56%，浓缩后氯化钠的浓度为原浓海水的5.14倍。碳酸钠水合物法增浓盐水用于纯碱生产的原料，可以减少原有纯碱生产工艺的化盐过程，有利于实现副产浓海水利用的最大化。该技术为浓海水高效综合利用提供理论和数据支持。     

盐析-冷冻芒硝法处理废旧锂电池电解液废水的研究

采用Na₂SO₄盐析法来分离并回收废水中碳酸酯类的电解液溶剂，降低废水COD。再通过冷冻芒硝法回收硫酸钠盐，同时实现处理废水的循环回用。考察了Na₂SO₄投加量、盐析温度、pH、冷冻温度等对废水COD去除效果的影响。结果表明，常温下Na₂SO₄质量分数为30%,pH为3.0时，COD去除率最高可达71.39%；冷冻回收芒硝的最佳温度为5℃，60.53%的Na₂SO₄可被回收；芒硝盐析多次循环回用废水的COD去除率可稳定在60%以上；此外，盐析废水分液得到的上层有机相中含有36.18%的碳酸二乙酯，24.82%碳酸乙烯酯和33.79%的碳酸丙烯酯，可进行回收利用。该方法处理的工艺废水和回收的芒硝均可循环回用，且处理效果较好，是一种经济、高效的废旧锂电池回收工艺有机废水处理方法。     

258.15 K下五元体系Li+,Na+,Mg2+//SO42-,Cl--H2O相平衡研究

中国含锂盐湖大部分位于青藏、新疆等干旱少雨、冬季寒冷且漫长的地区。为指导低温提锂工艺的开发和设计、利用冬季冷能进行目标离子的富集及明确含锂盐湖在低温下的析盐规律,采用等温溶解平衡法对258.15 K、二水氯化钠饱和条件下的交互五元体系Li⁺,Na⁺,Mg²⁺∥SO₄^2-,Cl^--H₂O相平衡关系进行研究并构建等温平衡相图。结果表明,相图中有4个共饱点、6个两盐结晶区(NaCl·2H₂O+Na₂SO₄·10H₂O、NaCl·2H₂O+MgCl₂·8H₂O、NaCl·2H₂O+MgSO₄·7H₂O、NaCl·2H₂O+Li₂SO₄·H₂...     

高碱度高盐工业废水资源化利用

选用预处理-反渗透(RO)浓缩-树脂吸附-纳滤分盐-蒸发出盐的工艺处理高碱度高盐工业废水。结果表明,冷冻结晶和蒸发结晶产出的Na₂CO₃和NaCl产品纯度均大于99%,满足《工业盐》(GB/T5462—2015)工业干盐一级标准和《工业碳酸钠》(GB/T 210—2022)Ⅱ类一等品标准;纳滤分盐步骤产生的纳滤浓水可以代替石灰沉降树脂再生水中的钙离子、镁离子,树脂再生水经纳滤浓水沉淀后钙离子、镁离子均低于100 mg/L。本工艺能够实现高碱高盐工业废水和纳滤浓水的资源化利用。工艺全程保留水中碱度,未投加任何药剂,产生的污泥量少,能够有效减少运行费用并提高废水回收率。     

熔盐种类对熔盐法合成镁橄榄石的影响

以分析纯MgO和SiO₂为原料,分别以分析纯NaCl、Na₂CO₃、NaCl-Na₂CO₃和Na₂SO₄为熔盐介质,采用熔盐法在1 100℃保温3 h合成镁橄榄石,并对合成镁橄榄石进行了XRD、SEM、EDS、Jade分析。结果表明：以Na₂CO₃或NaCl-Na₂CO₃为熔盐介质合成的镁橄榄石纯度很低,因为Na₂CO₃与MgO和SiO₂反应生成了大量的Na₂MgSiO₄。以NaCl为熔盐介质合成的镁橄榄石纯度非常高。以Na₂SO₄为熔盐介质合成的镁橄榄石纯度较高,有少量MgSiO₃生成。分析认为,在NaCl熔盐中合成镁橄榄石的机制为“模板生长”,在Na₂     

燃煤锅炉烟气中Na2SO4生成的化学动力学研究

准东煤燃烧过程中Na₂SO₄的形成会造成锅炉受热面沾污、尾部SCR催化剂失活等问题。烟气中Na₂SO₄形成及转化规律的研究对于预测和控制燃煤烟气中Na₂SO₄的形成有重要意义。发展了烟气中Na/Cl/S/O/H化学动力学模型,研究了烟气中Na₂SO₄的生成过程及转化机理,考察了含氧量、温度、SO₂浓度、H₂O浓度等因素对Na₂SO₄生成的影响。动力学计算结果表明,模型预测结果与实验数据吻合较好,验证了模型的准确性。烟气中的高氧气含量有利于Na₂SO₄的生成。高温加快化学反应的同时,抑制了Na₂SO₄的生成。SO₂和H₂O的影响效果受温度影响较大。反应路径分析表明,Na₂SO₄的生成路径有两个：一是依赖于SO₂直接氧化（NaCl→NaSO₃Cl→NaHSO₄→Na₂SO₄）,二是依赖于SO₂间接氧化（NaCl→NaO₂→NaSO₄→NaHSO₄→Na₂SO₄）。敏感性分析结果表明,Na₂SO₄的生成主要对系统中生成或消耗自由基的反应更为敏感。     

一种可用于高盐废水处理的纳滤膜研究

使用三乙烯四胺（TETA）和2,3-环氧丙基三甲基氯化铵（EPTAC）混合溶液为水相单体,均苯三甲酰氯（TMC）为油相单体,通过界面聚合制备纳滤膜。结果表明在水相溶液中TETA浓度为0.2 wt%,EPTAC浓度为0.4 wt%,油相溶液 TMC 为 0.2 wt%,反应时间 30 s,在 90 ℃下热处理为最佳条件。该复合膜在 25 ℃、0.5 MPa 条件下纯水通量为80 L/（m²·h）,是未添加 EPTAC 时水通量的 5.5 倍,对 NaCl 和 Na₂SO₄的截留率分别为 15% 和 98%;对于 15 000 mg/L NaCl 和 8 000 mg/L Na₂SO₄混盐溶液体系,Cl^-截留率低于 1%,SO₄^2-截留率高于 99.2%,显示了高分离选择性,满足高盐废水分盐要求。抗污染实验结果表明,该膜具有较好的抗污染性能,水通量恢复率可达99%。     

常见钠盐的高温挥发特性及热解机理

选取有机废液中常见的钠盐(氯化钠、碳酸钠、硫酸钠、甲酸钠、乙酸钠、草酸钠)，通过热重分析仪，在25~1400℃考察其高温挥发特性。基于Gibbs自由能最小原理，对NaCl、Na₂CO₃及Na₂SO₄的挥发特性进行热力学计算。结果表明，在N₂气氛中，NaCl在达到熔点后以气态NaCl及气态Na₂Cl₂的形式释放，Na₂SO₄升温至885℃分解生成Na₂O，同时Na₂O分解，并以Na单质形式释放。而有机羧酸钠盐在600℃之前均热解为Na₂CO₃，继续升高温度则分解为Na₂O，同样最后以气态Na单质的形式释放。在空气气氛中，由于O₂的存在，抑制了Na₂O的分解反应，致使Na₂CO₃分解速率小于N₂气氛。     

硼/Fe0/H2O2体系对高盐废水中有机污染物的去除

传统Fenton氧化法对高盐废水中有机污染物的处理效果不理想。为提高高盐废水中有机污染物的处理效果，在传统Fenton法基础上选用廉价、安全易得的Fe⁰代替Fe²⁺参与反应，并创新性地加入硼(B)作为还原剂，以促进Fenton体系对高盐废水中有机污染物(柠檬黄)的降解。结果表明，B/Fe⁰/H₂O₂体系对高盐废水中柠檬黄有着很好的去除效果，在盐(Na₂SO₄)浓度为0.2 mol/L、反应60 min时，柠檬黄的最终降解率达到100%,B、Fe⁰以及H₂O₂的最佳投加量分别为0.2 g/L、0.02 g/L和1 mmol/L。B/Fe⁰/H₂O₂体系对盐(Na₂SO₄)浓度在0～0.4 mol/L的废水都有着很好的柠檬黄降解率，且在废水中含有其他不同阴离子组合时...     

-15℃下Na+， K+， Mg2+//Cl-， NO3-， SO42——H2O体系相平衡研究

新疆卤水硝酸盐矿主要含有Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-六种离子，属于高元复杂体系，其合理利用和开发需要不同温度下的相平衡研究作为理论支撑。采用等温溶解平衡法，对Na⁺， K⁺， Mg²⁺//Cl^-， NO₃^-， SO₄^2--H₂O体系在-15℃、NaCl·2H₂O饱和条件下的相平衡进行了研究，并构建了相图。相图中有六个零变量点和八个两盐结晶区，只存在一种复盐KCl·MgCl₂·6H₂O。八个两盐结晶区，分别对应于NaCl·2H₂O+Na₂SO₄·10H₂O、NaCl·2H₂O+NaNO₃、NaCl·2H₂O+KCl、NaCl·2H₂O+KNO₃、NaCl·2H₂O+MgSO₄·7H₂O、NaCl·2H₂O+MgCl₂·8H₂O、NaCl·2H₂O+Mg(NO₃)₂·6H₂O和NaCl·2H₂O+KCl·MgCl₂·6H₂O，其中NaCl·2H₂O+Na₂SO₄·10H₂O共晶区最大，在低温时，硫酸钠的溶解度最小，降温过程中较易结晶析出。与该体系在25℃下的相图相比，复盐种类减少5种，零变量点减少19个，相关系得以极大简化。     

焦化废水浓盐水零排放处理技术研究进展

焦化废水处理过程中产生的浓盐水盐分含量高，处理难度大，是焦化废水能否实现零排放的关键问题。首先分析了焦化废水中盐分的来源和特征，然后分别介绍了主要的废水浓缩技术和盐分结晶技术的特点及其在浓盐水处理中的应用。废水浓缩是为了进一步提高浓盐水中的盐分含量，降低后续盐分结晶的成本，常用的浓缩技术包括电渗析、纳滤、反渗透等。浓缩后的浓盐水需要进行盐分结晶分离，才能实现零排放处理。与混盐结晶相比，分质结晶通过纳滤分离不同价态离子，将废水中的NaCl和Na2SO4分别回收，可以实现盐分的资源化利用，降低处置成本。最后对浓盐水零排放处理技术的未来发展进行了展望。     

用于喷墨印花染料纯化的自组装GO/TiO2复合纳滤膜的制备

数码喷墨打印技术对墨水高纯度和低含盐量要求，不断促使染料纯化技术的开发与研究。基于氧化石墨烯(GO)/纳米二氧化钛(TiO₂)自组装的纳滤膜材料的开发，探究了纳米TiO₂颗粒尺寸和与GO共混比例，所获最优GO/TiO₂复合纳滤膜中TiO₂颗粒尺寸为60 nm，与GO共混比例为1∶1。其纯水通量为10.69 L/(m²·h·bar)，对NaCl和Na₂SO₄的截留分别为12.6%和15.7%，对铬黑T、刚果红和考马斯亮蓝R的截留均高于99%。采用自制的连续恒容渗滤装置对粗品墨水进行染料脱盐浓缩的实验，所获染料的浓度由最初的2.0 g/L浓缩至9.74 g/L，NaCl和Na₂SO₄浓度则由起始10 g/L分别下降至5.3 mg/L和11 mg/L，满足数码印花对墨水高纯度以及低盐度的要求。     

牛磺酸合成工艺的改进

乙醇胺酯化-磺化法制备牛磺酸工艺分为酯化反应和磺化反应两部分, 用亚硫酸铵代替亚硫酸钠作为磺化反应的原料, 在含氨气体存在下与2-氨基乙醇硫酸酯进行磺化反应, 得到的优化条件为:反应温度为98℃, 反应时间为12 h, 物料配比(n_亚硫酸铵:n_酯)为1.65, 分4批加料, 2-氨基乙醇硫酸酯的转化率可以达到76.43%。对磺化反应后的混合溶液的分离提纯进行研究。首先用化学沉淀法除去其中的无机盐(NH₄)₂SO₄, 滤出沉淀物硫酸盐后稍微加热母液, 生成的NH₃·H₂O分解放出的氨气用于磺化反应过程, 此过程的除盐率达到98%以上。采用溶剂结晶法对含有牛磺酸、未反应完的2-氨基乙醇硫酸酯和不到2%的滤液物系进行分离。用均匀实验设计法考察了结晶温度、结晶时间、降温速率和搅拌速率对牛磺酸结晶过程的影响, 并用软件对实验结果进行回归分析, 得到溶剂结晶较优的工艺条件为:结晶温度为13.9℃, 结晶时间为1 h, 搅拌速率为低速搅拌(350～450 r·min^-1), 降温速率为0.5℃·min^-1 。在此条件下, 牛磺酸的一次结晶率可达到67.94%, 纯度接近100%。     

硫酸钠制备碳酸氢钠过程中Na2SO4-NH3-CO2-H2O体系相平衡规律

Na₂SO₄-NH₃-CO₂-H₂O体系相平衡规律的掌握,对硫酸钠高值利用制备碳酸氢钠过程的工艺优化有重要意义。本文采用等温溶解平衡法在101.3～1099.0kPa下303.15K、323.15K和343.15K时研究了Na₂SO₄-NH₃-CO₂-H₂O体系以及其子体系Na₂SO₄-NH₃-H₂O的液-固相平衡关系,并获得了Na₂SO₄-NH₃-H₂O体系以及SO₄^2-、CO₃^2-和HCO₃^-在Na₂SO₄-NH     

过硫酸铵冷却结晶过程研究

针对工业生产中过硫酸铵从硫酸铵的电解液中结晶分离过程,研究了过硫酸铵在硫酸铵水溶液中的结晶热力学和动力学。首先,测定了(NH₄)₂S₂O₈-(NH₄)₂SO₄-H₂O体系在不同温度下的三元相图,为优化过硫酸铵冷却结晶工艺提供了热力学依据;此外,采用激光动态法测定了(NH₄)₂S₂O₈的结晶介稳区,研究了降温速率和搅拌速率对介稳区宽度的影响,计算了相关的成核动力学参数;最后,测定了(NH₄)₂S₂O₈在纯水中不同温度下的诱导期,并探究了诱导期与过饱和度之间的相关性。     

纳米SiO2-CSA-OPC复合修补砂浆的抗盐渍土侵蚀性能研究

为了研究纳米SiO₂-硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥(NS-CSA-OPC)复合修补砂浆的抗盐渍土侵蚀性能,采用在NaCl溶液、Na₂SO₄溶液及NaCl-Na₂SO₄复合溶液下的长期半浸泡试验模拟盐渍土侵蚀环境,以加速侵蚀NS-CSA-OPC砂浆试件。试验测试了3种侵蚀环境下,NS-CSA-OPC修补砂浆质量、相对动弹性模量、抗压耐蚀系数及氯离子含量的变化规律。结果表明:NS-CSA-OPC砂浆在3种侵蚀溶液中均表现出良好的抗侵蚀能力,浸泡270 d后体系的抗压耐蚀系数仍大于1.0;在长期半浸泡试验过程中,3种侵蚀溶液对NS-CSA-OPC砂浆的腐蚀程度由大到小依次为Na₂SO₄溶液＞NaCl-Na₂SO₄复合溶液＞NaCl溶液;氯盐的存在对硫酸盐的侵蚀膨胀破坏有一定的减缓作用。     

硫酸钠水合物法增浓精制海水技术研究

海水淡化副产浓海水中含有大量化学资源,精制后增浓得浓盐水用于纯碱生产,不仅解决浓海水直接排海造成资源浪费和海洋环境污染,又降低了纯碱生产的盐耗和水耗。等温法测定0—15℃NaCl-Na_2SO_4-H_2O三元体系相平衡数据,绘制并分析相图特征。结果表明:0—15℃时该体系均存在1个等温共饱点和4个结晶区,分别为:Na_2SO_4·10H_2O结晶区、NaCl结晶区、Na_2SO_4·10H_2O与NaCl共结晶区和全固相区,表明硫酸钠可作为水合剂用于精制海水的增浓技术。依据相图分析和计算,设计硫酸钠水合物法增浓精制海水技术工艺,使精制海水增浓接近至NaCl单盐饱和浓度。本研究可节省浓海水精制工艺中的化盐过程,分离Na_2SO_4·10H_2O进行热分解得无水Na_2SO_4可实现循环生产。     

四元体系Na+,K+//Br-,SO42——H2O373K相平衡

采用等温溶解平衡法研究了四元体系Na⁺,K⁺//Br^-,SO₄^2--H₂O在373 K条件下的相平衡关系,测定了平衡溶液的溶解度和密度,并根据实验数据绘制相应的相图、水图和密度图。研究发现:交互四元体系Na⁺,K⁺//Br^-,SO₄^2--H₂O在373 K温度下,有复盐钾芒硝Na₂SO₄·3K₂SO₄生成,相图由3个共饱和点、7条单变量曲线和5个结晶区组成。其中,5个结晶区分别对应单盐:K₂SO₄,KBr,NaBr,Na₂SO₄和复盐Na₂SO₄·3K₂SO₄(Gla)。