2010年至2019年中国国家自然科学基金资助中国盐湖研究项目分析

国家自然科学基金对学科发展具有扶持、引导作用, 其资助情况能反映出学科发展态势、研究前沿和热点。以2010—2019年国家自然科学基金对盐湖研究的资助项目数据为分析对象, 利用EXCEL、R Studio、VOSviewer等软件对资助年度、资助金额、依托单位、资助类别、项目名称、关键词等内容进行统计分析, 揭示了国家自然科学基金对盐湖基础研究的资助力度、趋势、研究团队分布, 发现当前盐湖热点研究方向包括盐湖相化学与溶液化学、盐湖资源分离与利用技术、盐湖资源综合利用技术、盐湖成盐规律与机制、盐湖锂资源利用技术、盐湖化学性质研究。     

医药副产含磷废盐的提纯研究

随着精细化工及中间体产品的发展,各类副产废盐量不断增加,由于其产生量大及难处理等特点,成为阻碍行业发展的一大瓶颈。主要开展了医药副产含磷废盐的提纯实验研究,针对废盐产生的途径和特性,采用洗脱剂（甲醇-乙醇）+活性炭混合洗脱与重结晶的方式,分别去除废盐中的有机物和氯化钠,回收可利用的磷酸盐,实现废盐的提纯资源化。当洗脱剂与废盐的体积质量比为1 mL/g、洗脱剂甲醇与乙醇的体积比为4∶6、活性炭用量为废盐质量的0.4%时,废盐中的有机物得到了有效去除。随后对得到的混盐进行重结晶得到回收磷酸盐,回收磷酸盐的纯度可达98%以上,符合工业磷酸盐行业标准的要求。将含磷废盐提纯回收磷酸盐,1 t废盐的处理成本约为174.24元,可回收0.61 t磷酸盐,实现了废盐的资源化再利用。     

硫磺流化法还原钛白石膏工艺模拟研究

利用硫磺、碳等还原硫酸法钛白粉生产副产物钛白石膏是处理钛白石膏堆放问题的方法之一。针对硫磺在回转窑分解钛白石膏制硫酸和氧化钙的过程存在时间长、硫磺用量大、硫化钙产量不高等问题,提出了以钛白石膏为原料利用酸浸法去除铁杂质后,利用硫磺为还原剂将石膏在气固竖式反应器中煅烧生成硫化钙和二氧化硫,前者再与硫酸钙煅烧制得氧化钙和二氧化硫,得到的氧化钙可以中和废酸和废水,产生的二氧化硫用来制硫酸的方法。先利用反应热力学计算软件HSC分析确定实验方案,分别在流态化实验（800 ℃,保温40 min）和煅烧实验（1 100℃,保温1.5 h）后得到硫化钙转化率与氧化钙纯度均达到90%左右。再利用Aspen软件模拟了工艺流程,模拟出二氧化硫体积分数可达12.09%,满足制硫酸的需求。硫酸生产成本估算为263.9元/t,具有较大的市场前景。     

Stability of protective oxide films in waste incineration environment—solubility measurement of oxides in molten chlorides

Solubility measurements of several oxides in molten NaCl-KCl and NaCl-KCl-Na₂SO₄-K₂SO₄ were conducted in three different levels of basicity. The dissolution behavior of the oxides showed almost the same tendency as that shown by the dissolution behavior of the oxides in molten Na₂SO₄ in literature. In a waste incineration environment, a protective Cr₂O₃ film easily dissolves in molten chlorides as CrO₄²⁻ because pO²⁻ of the molten chlorides tends to have a small value due to the effect of water vapor contained in the combustion gas. From the result of the solubility measurement, the addition of molybdenum and/or silicon was expected to improve the corrosion resistance of alloys. Laboratory corrosion tests confirmed this expectation. However, the scale analysis suggested that the effect of molybdenum could not be explained completely by only the mechanism derived from the result of the solubility measurement.     

电梯用含氮节镍奥氏体不锈钢QN1701的组织和性能

借助Thermo-Calc热力学相图计算软件,开发了用于电梯的含氮节镍奥氏体不锈钢QN1701(12Cr17Mn7Ni2Cu2N),以代替443(019Cr21CuTi)超纯铁素体不锈钢。通过OM、SEM和电化学工作站等方法研究了QN1701和443不锈钢的组织及性能。N原子起着间隙固溶和细晶强化的作用,使QN1701不锈钢的屈服强度提高至400 MPa以上,达到443不锈钢的1.32倍。QN1701不锈钢的点蚀电位为241 mV,低于443不锈钢的289 mV,但其点蚀速率为9.10 g/(m2·h),低于443不锈钢的14.58 g/(m2·h)。在电梯用研磨拉丝表面状态下,QN1701不锈钢在质量分数为10%NaCl中性盐雾和干湿循环盐雾等加速腐蚀试验中的耐蚀性能均优于443不锈钢。分析发现,443不锈钢添加一定量的Nb、Ti稳定化元素所生成的(Nb,Ti)(C,N)析出相经研磨拉丝处理后,暴露于表面或被拖拽后留下微坑,导致其耐蚀能力急剧下降。综上所述,相较443不锈钢,QN1701不锈钢具有强度更高、伸长率更大和在研磨拉丝表面状态下耐蚀性更好等特点,这对于电梯轻量化设计和长寿命具有重要价值。     

用D201树脂从石煤钒矿酸浸液中提钒

对离子交换法从石煤钒矿酸浸液中提钒进行了研究。主要考察了原液pH、速比、交换前液钒浓度对钒吸附率的影响。结果表明,在pH=1.85、吸附速度与树脂体积比1.5 h-1、交换前液钒浓度4 g/L条件下,钒的吸附效果较佳。中试试验证明,原液V2O5含量4 g/L左右,采用“三柱串联吸附—优化调节—两柱串联再吸附”流程,当吸附尾液体积是树脂总体积约20倍,尾液钒品位稳定在约0.13 g/L,平均含钒低至约0.11 g/L时,V2O5吸附率为97.17%。以4%NaOH+4%NaCl配比的解吸剂对饱和D201进行动态解吸,解吸液中V2O5含量达到峰值为119.49 g/L,利用4倍树脂体积的解吸剂,最终得到富钒解吸液中V2O5浓度为57.36 g/L。解吸液无需净化处理,即可实现酸性铵盐一步沉钒法制备高纯V2O5产品,最终五氧化二钒品位为98.36%,产品符合YB/T 5304—2017要求,级别为粉钒V2O598.0-P级。     

An electrochemical method for the preparation of Mg–Li alloys at low temperature molten salt system

Mg–Li alloys have been prepared by electrolysis in a molten salt electrolyte of 50% LiCl–50% KCl (mass%) at low temperature of 420–510 °C. The effects of electrolytic temperature and cathodic current density on alloy formation rate and current efficiency were studied. For the deposition of metallic lithium on the cathode consisting of solid Mg and liquid Mg–Li, both electrolytic temperature and cathodic current density have no obvious influence on current efficiency; while for the deposition of metallic lithium on the solid magnesium cathode, both electrolytic temperature and cathodic current density greatly affect alloy formation rate and current efficiency. The optimum electrolysis condition is—molten salt mixture, LiCl:KCl = 1:1 (mass%), electrolytic temperature: 480 °C, cathode current density: 1.13 A cm⁻². Mg–Li alloys with low lithium content (about 25 wt% Li) were prepared via electrolysis at low temperature following by thermal treatment at higher temperature.     

季辚盐对Al缓蚀作用的研究

用微分极化电阻和微分电容测量法研究3种季辚盐化合物在1mol·L-1MgCl2溶液中对Al的缓蚀作用及季辚盐分子结构对缓蚀效率的影响。结果表明,季辚盐化合物具有较好的缓蚀作用,链长的季辚盐比链短的缓蚀效率高。季辚盐在Al表面上吸附服从Langmuir吸附等温式,且为物理吸附。     

一种新型YWY有机膦缓蚀剂

研制了一种新型YWY有机膦缓蚀剂，应用重量法、电化学方法及扫描电镜等手段对合成的有机膦缓蚀剂YWY在苦咸水条件下的缓蚀性能及其缓蚀机理进行了研究。实验表明，该缓蚀剂可与碳钢表面螯合形成致密的覆盖膜，表现出明显的阴极型缓蚀剂特征。在缓蚀剂浓度大于12mg／L时，可使氯离子浓度大于30000mg／L的苦咸水／碳钢体系腐蚀速率降至0．03mm／a以下，达到国家耐蚀级标准。     

季鏻盐型缓蚀剂对SRB诱导碳钢腐蚀过程的缓蚀与杀菌作用

采用最大可能计数法对两种季盐型缓蚀剂BHP 1及BHP 2的杀菌效果进行了评价。结果发现 ,BHP 1具有良好的杀菌性能 ,且最佳杀菌浓度为 6 0× 10 -6g/L ,两者的杀菌效果均优于广泛使用的新洁尔灭。采用电化学方法、腐蚀失重实验及表面分析法研究了 4 5 # 碳钢在含硫酸盐还原菌 (SRB)的厌氧体系中的腐蚀行为。结果表明 :SRB能加速 4 5 # 碳钢的点蚀破坏。两种季盐能有效控制SRB溶液对 4 5 # 碳钢的腐蚀破坏 ,使点蚀电位正移 ,对SRB溶液中的 4 5 # 碳钢具有良好的缓蚀作用 ,缓蚀效果为BHP 1>BHP 2