碳酸氢钠调控五水碳酸镁的合成

在NaHCO₃调控作用下, 通过MgCl₂和Na₂CO₃反应结晶合成了五水碳酸镁(MgCO₃·5H₂O)。利用SEM、XRD和TG等技术, 结合反应结晶过程中镁离子浓度变化, 研究了工艺参数对结晶过程和产物影响。实验结果表明, 合成五水碳酸镁过程中极易生成MgCO₃·3H₂O副产物。纯MgCO₃·5H₂O制备工艺条件为:NaHCO₃加入量≥3.00 g·L^-1, 碳酸钠加料速率2～50 ml·min^-1, 合成温度0～5.0℃。所合成的五水碳酸镁呈棱柱状形貌, 晶体表面光滑, 尺寸20～160 μm。分析表明, 添加碳酸氢钠促进了结晶动力学, 同时 基团对三水碳酸镁晶体的形成具有位阻效应, 但有利于五水碳酸镁晶体形成, 产生晶型调控的协同效果。工艺参数的改变将使得结晶过程发生热力学和动力学控制的转换, 影响结晶产物的晶型晶貌。     

硫酸法钛白酸解尾渣工艺矿物学特性分析

采用激光粒度仪、XRD、XRF、ICP-AES、SEM-EDS、比重法、筛分法等对硫酸法钛白生产过程中酸解尾渣进行系统的工艺矿物学特性分析,旨在为回收钛资源提供理论指导。研究表明,酸解尾渣表面潮湿,液相约占45%,其中易水解的可溶钛为4.06%(以TiO₂质量分数计);固相中不溶TiO₂干基含量为17.14%,固相颗粒粒径主要分布于1～100 mm,密度为3.21 g·cm^-3,颗粒大小、形状不一,有块状、锥状及团聚絮状。通过筛分实验得知钛矿与其他杂质颗粒的粒径、密度有明显差异,少量120 mm以上颗粒含有石膏,密度约3.41 g·cm^-3;18～75 mm主要为钛铁矿,密度大于3.54 g·cm^-3,钛品位可达26%;18 mm以下颗粒主要为硅泥,密度约2.90 g·cm^-3,易团聚,与水形成黏稠物,难分离。     

黑钛液中七水硫酸亚铁结晶动力学性质

采用平衡法研究了七水硫酸亚铁在黑钛液中的溶解度,通过拟合得到了其溶解度方程,并利用FBRM在线监测溶液结晶情况,测量了其结晶介稳区.通过间歇动态法研究了七水硫酸亚铁的结晶动力学,采用矩量变化法求解了粒数衡算方程,并利用最小二乘法对动力学实验数据进行多元线性回归后得到七水硫酸亚铁成核速率和生长速率方程,结果表明:搅拌速率和降温速率对七水硫酸亚铁结晶过程影响显著,因此,针对搅拌速率和降温速率对结晶工艺的影响进行了分析,并对优化前后七水硫酸亚铁产品进行了对比,发现优化后晶体呈规则的棱形,产品粒度明显增大,小颗粒晶体显著减小.     

对硝基苯乙醚合成过程热力学分析

通过Yoneda基团贡献法,以苯为骨架基团,计算对硝基苯乙醚等物质热力学参数;采用Fedors和Rozicka-DomMski基团贡献法来计算相关物质呈液态时的生成焓、熵值和热容与温度的关系式,得出在温度范围为313.15~383.15K时,主副反应的反应焓变、吉布斯自由能和平衡常数与温度的关系。结果表明:在研究温度范围内主副反应都为放热反应;主反应吉布斯自由能小于副反应,主副反应都可自发进行;主反应平衡常数在数量级上大于副反应,说明主反应进行程度高于副反应。     

响应面法优化氨碳化-钙转化连续法制备碳酸钙工艺

以氨碳化-钙转化连续法制备碳酸钙工艺为考察对象,利用单因素条件实验考察了停留时间、结晶温度、固液质量比和搅拌转速对二水硫酸钙转化率的影响。利用响应面法实现了实验设计的优化,建立了响应值与影响因子之间的二次多项式回归模型并得到最优影响因子水平。实验结果表明：因素影响的关系为停留时间>结晶温度>固液质量比>搅拌转速;停留时间与结晶温度的交互影响显著,其余项两两交互影响不显著;预测模型的相关系数R2=98.17%且P值极显著,实验值与预测值的平均绝对误差为0.32%;最优影响因子的水平为停留时间为170 min、结 晶温度为316.65 K、固液质量比为0.050、搅拌转速为315 r/min,此时理论钙转化率可达到99.72%、实验值为99.61%。     

科研成果对固体废物处置与资源化课程教学的作用

固体废物处置与资源化是环境工程专业一门重要的专业必修课。教科组提出了科研成果进课程的教学模式,同时完善了实践教学环节。科研成果进课堂优化了课程内容,丰富了教学课程体系,能促进学生牢固掌握工程理念及工程研究方法。实践教学环节让学生获得了理论联系实际的训练机会,取得了良好的教学效果。     

新型溢流器高效回收钛白酸解尾渣中的钛

中国是世界上最大的硫酸法钛白生产国,目前已累计堆积超过千万吨副产品酸解尾渣。酸解尾渣中含有大量未反应的粒径大于25 μm的钛铁精矿,酸解尾渣堆积而不利用就造成了严重的环境污染和资源浪费。根据酸解尾渣颗粒沉降实验分析,发现酸解尾渣料浆具有良好的沉降和易分层特性。通过建立干扰沉降末速度计算式,得出酸解尾渣中颗粒切割粒度25 μm的沉降速度为0.60 mm·s^-1。基于流动、分选机理和沉降特性分析,设计了适用于酸解尾渣分离工艺的新型DTB（draft tube babbled）溢流分离器,并进行了结构参数优化,获得了溢流器最优结构参数和最佳分离效果。结果表明,外排溢流含有极少量大于25 μm的钛铁精矿颗粒,回收的钛品位达27%,回收率为73%。这些结果为大规模回收酸解尾渣中钛资源提供了基础数据。     

压载水旋流器结构因素对分离性能影响分析

随着全球贸易和船舶运输的发展,压载水对环境的影响越来越大。水力旋流分离设备是压载水净化的重要固液分离设备。本文使用计算流体力学,建立数学模型模拟压载水旋流分离过程,模型包括多相湍流雷诺应力模型RSM、处理气液界面的自由表面多相流动模型VOF、处理固体颗粒运动规律的离散相模型DPM。通过数值模拟计算柱段长度、底流口直径和溢流口直径这几个关键因素对旋流器内部流场和分离效率的影响,获得了各个因素对分离效率的影响规律：柱段长度变化对旋流器分离效率的影响不大;底流口直径对旋流器压力降的影响不明显,但对分流比的作用比较大;溢流管直径的增大有助于降低能耗和增大溢流口流量,但随着溢流管直径的增大,分级粒度变大。这些规律为高效旋流分离净化压载水奠定了基础。     

水力旋流器流场特征和分级分离性能研究综述

水力旋流器利用颗粒-颗粒或颗粒-流体在旋流流场中运动行为差异实现分级分离过程,被广泛地应用于化工、冶金、矿物加工和环保等行业。在实际运行中,由于操作条件不合理或设备结构条件限制,使颗粒分级或固液分离性能无法满足应用需求,本文分析了水力旋流器的流场特征,并总结了影响旋流器分离性能的关键因素。水力旋流器内部呈现复杂的多相流场,颗粒性质、料液性质、进料条件等操作参数和旋流器的几何结构会影响水力旋流器的分离性能,实际应用中可以通过优化运行条件和旋流器的几何结构,提高旋流器的分级分离性能。     

盐湖钾资源开发工艺研究进展

盐湖资源是独特的矿产资源,我国的盐湖资源主要集中在青海柴达木盆地。经过几十年的开发,我国盐湖资源中的钾资源开发较为成熟。形成了以反浮选-冷结晶为主,其他工艺为辅的钾资源开发模式。文章针对目前钾资源的开发工艺进行评述,并指出盐湖资源应该综合开发利用,充分开发盐湖其他如镁、锂等资源。