PBTCA及马-丙共聚物对碳酸钙垢阻垢机理的动力学研究

用加晶种于过饱和溶液中的方法测定了ＣａＣＯ３晶体结晶生长的动力学中的两种得到了不加阻垢剂及加阻垢剂两种条件下的结晶生长反应速率常数。结果表明,ＰＢＴＣＡ及同济大学测试中心研制的丙烯酸马来酸共聚物（ＡＡ－ＭＡ）能明显地阻止溶液中ＣａＣＯ３在晶种表面的结晶生长,研究发现,阻垢的机理主要是阻垢剂对ＣａＣＯ３晶种表面具有吸附作用,从而抑制了ＣａＣＯ３的结晶生长,这种吸附作用符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附特征     

生物可降解聚天冬氨酸阻垢性能的研究

聚天冬氨酸(PASP)是一种无磷环保型阻垢剂。通过CaCO3,CaSO4·2H2O,BaSO4,SrSO4的静态阻垢实验,对PASP的阻垢效果进行了评价。结果表明,PASP对CaCO3,CaSO4·2H2O,BaSO4,SrSO4垢有极其优良的阻垢性能,是一种多功能的阻垢剂。     

聚环氧琥珀酸的多元阻垢性能

聚环氧琥珀酸 (PESA)是一种新型的无磷无氮环保型阻垢剂。通过对CaCO3 、CaSO4·2H2 O、BaSO4、Sr SO4、CaF2 的静态阻垢实验 ,对PESA的阻垢效果进行了评价。结果表明 ,PESA对CaCO3 、BaSO4、SrSO4、CaF2 垢有极其优良的阻垢性能 ,对CaSO4·2H2 O有一定的阻垢性能 ,是一种多功能的阻垢剂     

三种有机膦酸阻垢剂对碳酸钙晶面吸附作用的分子动力学研究

结合多晶硅实际生产工艺,采用分子动力学模拟方法研究了3种典型有机膦酸阻垢剂NTMP、EDTMP和DTPMP与碳酸钙晶面的吸附作用。结果表明:3种有机膦酸阻垢剂分子能够自发吸附在碳酸钙晶面上,吸附能为负值,吸附过程为放热过程;对碳酸钙(110)面的吸附作用强于(104)面,会优先吸附在(110)面上;吸附能主要由静电作用能和范德华作用能组成,其中静电作用能远大于范德华作用能,占主导作用;对方解石晶面吸附作用的顺序是DTPMPEDTMPNTMP,对碳酸钙垢阻垢作用顺序是DTPMPEDTMPNTMP,吸附作用越大,对碳酸钙垢抑制作用越强。     

二水硫酸钙结晶体系的模拟与应用研究

依据CaSO4-H3PO4-H2O和CaSO4-H2SO4-H3PO4-H2O相图,设计了5种模拟体系研究CaSO4体系的结晶和转化过程。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和激光粒度分析仪对结晶物进行表征,优选出CaHPO4·2H2O质量分数为8.8%,H2SO4为5.0%,H3PO4为6.9%,H2O为79.3%的多元CaHPO4·2H2O-H2SO4-H3PO4-H2O体系作为研究CaSO4·2H2O的模拟结晶体系,并应用于湿法磷酸生产中CaSO4·2H2O结晶过程的研究与分析。     

聚环氧琥珀酸接枝聚丙烯酸的阻垢性能研究

聚环氧琥珀酸接枝聚丙烯酸(PESA-g-PAA)是一种新型的无磷无氮绿色阻垢剂。研究了PESA-g-PAA对CaCO3、CaSO4、Ca3(PO4)2的静态阻垢性能和稳定锌盐性能,系统探讨了阻垢剂添加量、碱度、硬度、温度、恒温时间对PESA-g-PAA阻CaCO3垢性能的影响,并与PESA的相关性能进行比较。结果表明,PESA-g-PAA对CaCO3、CaSO4的阻垢性能比PESA更好,但对Ca3(PO4)2的阻垢效果及对锌盐的稳定效果并不理想。     

活化疏松剂对酸解磷矿反应过程中结晶的影响

针对硫酸、磷酸分解磷矿过程中生成物CaSO4、CaSO4·2H2 O、Ca(H2 PO4) 2 ·H2 O的结晶状况及其对酸解磷矿反应的影响 ,采用添加不同类型添加剂 (下称活化疏松剂 )的方法改善结晶的晶习。实验结果表明 :适宜的活化疏松剂对晶习改变影响显著。相应试样的晶体尺寸分别从 88.75μm× 3 .1 3μm、31 μm× 6 .5μm、44.38μm× 2 0 .31 μm改变为66.5μm× 34μm、2 0 5μm× 2 2 .8μm、2 4 2 .5μm× 1 4 7μm。     

水溶性P2O5对石膏碳酸铵转化过程影响的研究

以纯CaSO4·2H2O添加水溶性P2O5进行了石膏与碳酸铵溶液转化反应实验,探索了水溶性P2O5对转化过程的影响及影响机理.实验结果发现,石膏中水溶性P2O5的存在使SO42-的转化率降低,过滤困难,产物具有触变性.X射线衍射、扫描电镜分析表明,水溶性P2O3存在降低了碳酸钙晶型由球霞石向方解石转变的速率,并使碳酸钙晶体晶习变坏.用电子探针和等离子发射光谱分别对产物固相表面成分和滤液中Ca、P含量进行了分析,水溶性P2O5是通过吸附在固相产物表面对碳酸钙晶型和晶习产生影响的.     

有机膦系抑制方解石阶梯面生长的分子动力学研究

有机膦系化合物是工业冷却水系统中常用阻垢剂,对有机膦酸阻垢剂的阻垢性能及机理进行研究,能为新型阻垢剂开发应用提供合理的理论依据。根据周期性键链（PBC）理论模型,运用分子动力学方法（MD）,模拟了工业冷却水循环过程中5种有机膦阻垢剂与方解石4种阶梯面的相互作用机理。结果表明,有机膦酸分子与方解石（104）4个阶梯面的结合能均为负值,相互作用为放热过程,阻垢剂分子对方解石（104）阶梯面的生长具有良好的抑制作用。通过计算结合能,得出阻垢剂分子的吸附能力由强到弱依次为HDTMP、EDTMP、ATMP、NDP、AMP;同时观察到有机膦酸分子主要吸附在晶面的活性生长点,即阶梯面的终端拐角位置与阶梯拐点位置,占据了晶面上结晶的活性位置,抑制了晶面的进一步生长。根据有机膦酸与阶梯面结合能数据,得到4种终端阶梯面的吸附能力由强到弱依次为CO₃-CO₃、CO₃-Ca、Ca-CO₃、Ca-Ca,即稳定性越强则吸附能力越弱。     

聚天冬氨酸与其它阻垢分散剂的协同效应

通过静态阻垢试验验证新型绿色生物可降解阻垢剂聚天冬氨酸是CaCO3,CaSO4·2H2O和BaSO4垢的优良阻垢剂.对聚天冬氨酸和其它阻垢分散剂的协同阻垢效应进行研究,发现对不同的水垢,聚天冬氨酸和不同的阻垢分散剂产生协同作用.对碳酸钙垢,聚天冬氨酸与聚马来酸酐、聚丙烯酸和羟基乙叉二膦酸有协同作用,对硫酸钙垢,聚天冬氨酸与聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸和2-膦酸基-1,2,4三羟基丁烷有协同作用,对硫酸钡垢,聚天冬氨酸与聚环氧琥珀酸有协同作用.试验结果为聚天冬氨酸的工业应用提供了参考价值.     

聚天冬氨酸多元阻垢性能的研究

聚天冬氨酸(PASP)是一种新型的可生物降解的水处理化学品。通过对CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4和CaF2的阻垢实验，对PASP的阻垢效果作了评价。结果表明：以天冬氨酸为原料合成的PASP1对CaF2垢阻垢效果较好；以马来酸酐为原料合成的PASP2对CaSO4、BaSO4、SrSO4垢阻垢效果较好，可以考虑做反渗透系统的阻垢剂。     

仲钨酸铵晶体生长机理及形态研究

研究了掺入NH4Cl下仲钨酸铵（APT）的晶形变化，探讨了生长机理与晶体生长速率（LN）的关系在计算LN值时采用了将最终产品位度组成与生长质量速率结合的方法．结果表明：NH3·H2O－H2O系APT按二维核或位错机理生长，晶体表面光滑，层状结构明显，部分小晶体具有螺卷状结构．NH4Cl-NH3·H2O－H2O系APT生长则为二维成核或以最微小粒子集聚的连续生长机制．大颗粒晶体表面粗糙多孔，晶面界限不明，呈现生长丘形态．均相成核期内晶核长大到一定尺寸时开始生成大小不一的由复合贯穿和复合接触孪晶构成的连生体．NH4Cl掺入促进连生体形成．表面粗糙及连生体多的APT松装比重下降、流动性差．     

新型反渗透阻垢剂YSM-11的阻垢性能

采用静态法考察新型反渗透阻垢剂YSM-11的性能,结果表明该阻垢剂对CaCO3和CaSO4垢都有较高的阻垢率,对钙离子容忍度高、药剂使用量低,且对硅垢也有较好阻垢效果。与国内常用进口阻垢剂大湖135对比．YSM-11是一种高性价比的环保型反渗透阻垢剂,完全能代替进121药剂应用于反渗透系统。     

复合型阻垢剂与磁场协同防垢效果的室内动态研究

考察了不同质量浓度的2种复合阻垢剂对碳酸钙阻垢性能的影响。利用自行设计的物理防垢仪评价装置,研究了高效电磁防垢仪的防垢效果和机理,并且采用X-射线衍射、扫描电镜对在高效电磁防垢仪作用下的CaCO3结晶过程及其晶型的改变进行了表征。研究了2种复合阻垢剂与高效电磁防垢仪协同作用的防垢性能。结果表明：复合阻垢剂1的最高阻垢率为76．53％;复合阻垢剂2的最高阻垢率为80．68％;高效电磁防垢仪的平均防垢率为51．46％。高效电磁防垢仪可以促进CaCO3结晶过程的进行,并且促使方解石向文石转化。在高效电磁防垢仪与复合阻垢剂的协同作用下,复合阻垢剂1的协同防垢率比单独使用时提高20％,复合阻垢剂2的协同防垢率比单独使用时提高10％以上。     

聚柠檬酸对CaCO_3和CaSO_4的阻垢性能研究

通过合成和阻垢实验及垢样形貌分析,研究了聚柠檬酸对CaCO_3和CaSO_4的阻垢性能。结果表明,聚柠檬酸对CaCO_3的阻垢率很低;对CaSO_4的阻垢效果很好,当聚柠檬酸投加量为2 mg/L时,阻CaSO_4垢率可达到90%以上。与传统阻垢剂羟基亚乙基二膦酸(HEDP)和聚环氧琥珀酸(PESA)相比,聚柠檬酸对CaSO_4的阻垢效果明显优于HEDP和PESA。加入聚柠檬酸后CaCO_3垢晶体变成片状,垢质疏松;CaSO_4垢晶体长度变短,晶体表面不再光滑致密,出现严重畸变,垢质也比较疏松。     

表面活性剂对丁二酸冷却结晶中聚结的抑制

借助聚焦光束反射测量仪(FBRM)和颗粒录影显微镜(PVM)对丁二酸冷却结晶过程中的聚结现象进行研究,通过加晶种实验和不加晶种实验初步推断大小颗粒的共存及颗粒间的相互结合力是形成聚结需要考虑的两个因素。在此基础上,将3种类型的表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和吐温80(Tween80)加入到丁二酸冷却结晶系统,考察了表面活性剂对结晶过程中颗粒聚结的抑制作用。晶体形貌变化表明,所选的表面活性剂均能吸附于晶体表面,且可大大降低聚结,可推测表面吸附产生的机械隔离能够降低晶体间的相互结合力,并促使结晶产品的粒度更为均匀。这一研究证明添加表面活性剂可降低结晶过程的聚结程度。     

Si/F/K/Na杂质对硫酸钙结晶过程的影响

考察了湿法磷酸生产过程中Si, F, K和Na等杂质对CaSO4结晶过程的影响规律. 结果表明,两种碱金属对CaSO4结晶有不同作用,K有利于CaSO4晶体生长,而Na含量增加则会抑制CaSO4团聚;不同形式的K, Si和F对CaSO4结晶的作用不同,SiO2对CaSO4粒径影响不大,但会使其形貌不规则,H2SiF6会造成CaSO4晶体分散,而K2SiF6有利于CaSO4晶体生长.     

10℃下 K+, Ca2+∥Cl-,SO42-,36%NH3-H2O体系相图的研究

为了探讨CaSO4·2H2O和KCl复分解生产K2SO4的工艺及最佳生产条件,特用恒温法研究了10℃K+,Ca2+∥Cl-,SO42-,36%NH3-H2O体系相图.溶剂NH3-H2O中氨的浓度之所以选为36%,目的在于扩大K2SO4及CaSO4·K2SO4·H2O的结晶区;反应温度选为10℃,可降低氨的蒸气压.研究结果表明:在上述条件下,体系中存在K2SO4和CaSO4·K2SO4·H2O、CaSO4·K2SO4·H2O和CaSO4·2H2O的共饱线;存在K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl以及CaSO4·2H2O-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点;K2SO4结晶区要比25℃,溶剂NH3-H2O中氨的浓度为25%的同体系相图大得多:K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点更偏向氯化钙一角,因此有利于CaSO4·2H2O和KCl复分解生产K2SO4:最佳工艺条件为2KCl(mol):CaSO4(mol):36%NH3-H2O(kg)=1:0.9023:0.5740,KCl的理论转化率可达90.22%;若想进一步提高KCl的理论转化率,必须加大氨的浓度.     

共聚物MA-AM-AA-MMA的反相乳液合成及其阻垢分散性能

以环己烷为分散介质,油/水比例为1.5,Span 80-Tween 80为乳化剂,过硫酸钾为引发剂,用反相乳液合成了功能高分子马来酸酐-丙烯酰胺-丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯。通过静态阻垢实验表明,阻垢剂投加量达到8 mg/L对CaCO3、Ca3(PO4)2和CaSO4的阻垢效果较佳,分别为90.5%,93.2%和86%;在高温、高pH、高硬度等恶劣条件下对碳酸钙仍分别有40.4%,32.4%,37.6%的较好阻垢率;投加量达到3 mg/L时对氧化铁的分散性能最佳,透光率为69.7%。并用IR法对其结构进行表征。该阻垢剂是一种耐严酷条件的优良多功能阻垢分散剂。     

复配阻垢剂对硫酸钡阻垢效果实验

采用钡离子络合滴定法,展开了不同类型的硫酸钡垢阻垢剂复配实验研究。阻垢剂DTPMPA和TM-5A按2∶1复配时,阻垢率为88. 4%;阻垢剂DTPMPA、TPA与TM-5A按3∶1∶1复配时,阻垢率为90. 31%。在上述两种复配比例下,考察了阻垢剂浓度、温度、矿化度、p H值4种因素对硫酸钡垢阻垢效果的影响。结果表明,两种复配阻垢剂的阻垢率曲线变化整体趋势相似:随复配阻垢剂浓度的增加阻垢率先增大再缓慢减小;随温度的增加阻垢率先增大再减小,75℃时阻垢效果最佳;随矿化度增加阻垢率先增大再小幅度减小;随p H值增加阻垢率先增大再减小,p H=7. 5时阻垢效果最佳。DTPMP、TPA与TM-5A按3∶1∶1复配时,阻垢率曲线起伏变化较大,复配阻垢剂稳定性较差; DTPMPA与TM-5A按2∶1复配时,各因素作用下阻垢效果均较为稳定,阻垢率达到88. 4%。