氯盐体系硝酸/盐酸脉冲萃取分离装置水力学研究

硝酸-氯化钾直接法可低成本制备熔盐级硝酸钾,溶剂萃取分离氯盐溶液中的硝酸和盐酸是关键步骤之一。研究了处理H⁺/K⁺/Cl^-/H₂O-磷酸三丁酯/磺化煤油体系脉冲筛板萃取塔的水力学性能,结果表明分散相液滴直径随脉冲强度的增大而减小,与两相表观流速无关;存留分数随脉冲强度的增大呈现先减小后增大的趋势,随两相表观流速的增大而增大。拟合得到了液滴直径与存留分数的Kumar-Hartland关联式,两者计算值和实验值的平均相对偏差（AARD）分别为4.74%与5.60%。     

氯化镁老卤微量SO4^2-的分析和深度分离工艺

察尔汗盐湖老卤是优质的电解镁原料,老卤中含有微量SO42-杂质。本文针对察尔汗盐湖卤水建立了卤水中微量SO42-的分析方法,并分析了分析方法的可靠性。电解镁过程对SO42-敏感,要求原料老卤中的SO42-含量必须≤30 mg/L,常规SO42-脱除手段已经不能进行老卤中的SO42-的深度分离。本文针对察尔汗盐湖老卤的特殊体系,开发了自然蒸发结晶与反应相结合的工艺进行SO42-的深度分离,使得SO42-的含量满足电解要求。     

骨料级配对再生骨料透水混凝土性能的影响研究

从骨料紧密堆积理论和粒子干涉理论入手,提出了级配骨料各粒级的质量百分数范围,开展了级配再生骨料复配与性能测试,并对采用级配再生骨料和单粒级再生骨料配制的透水混凝土试件外观状态、力学性能、透水性能进行研究分析.结果表明:基于紧密堆积理论的连续级配骨料空隙率为42％～46％,低于原单粒级再生骨料的平均理论空隙率7％～15％;基于粒子干涉理论的级配骨料,其空隙率与骨料粒级的分级数量、骨料的粒径比密切相关:骨料粒级分级数越多、粒径比D大/D小越大,级配骨料空隙率越小.采用单粒级再生骨料配制透水混凝土,其抗压强度随骨料粒径增大呈先增大后减小的趋势,透水性能变化趋势与之相反.采用级配再生骨料配制透水混凝土,其抗压强度随级配再生骨料空隙率减小呈增大趋势,连通孔隙率和透水系数随级配再生骨料空隙率减小呈减小趋势.     

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。     

正渗透膜过程中临界通量的影响因素

临界通量是膜过程中一种重要的污染特性指标。采用阶梯汲取液浓度递增法测定不同污染物、架桥离子浓度及膜面流速对正渗透(FO)膜过程临界通量的影响。结果表明,海藻酸钠(SA)、腐殖酸(HA)及二氧化硅(SiO2)污染时FO膜临界通量值分别为29.32, 46.35和32.17 L/(m2?h);随Ca2+浓度由0 mmol/L增大至10 mmol/L,SA污染下FO膜的临界通量由29.22 L/(m2?h)显著降低至9.48 L/(m2?h),原因为Ca2+与SA分子中的羧基的螯合作用及Ca2+在膜?污染物之间的架桥作用;此外,当膜面流速从5 cm/s增至15 cm/s时,SA-Ca2+污染下的FO膜临界通量由9.48 L/(m2?h)提高至31.59 L/(m2?h),表明改善膜表面湍动有利于提高临界通量,扩大操作通量范围。     

储能硝酸熔盐的热稳定性分析

研究了商业化储能二元混合硝酸熔盐Solar salt (60% NaNO3?40% KNO3)的热稳定性和恒温热稳定性,采用热重法分析了其热分解温度,通过恒温实验考察了处于开放空气气氛中的NaNO3, KNO3和Solar salt在不同温度下的热稳定性,研究了NaNO3和KNO3在Solar salt高温不稳定性中的作用. 结果表明,大于500℃时温度越高,熔盐越不稳定,相同温度下不稳定程度NaNO3>Solar salt>KNO3. 温度升高,分解产物NO2?平衡含量增大而达到平衡的时间缩短,O2?含量很低. Solar salt中硝酸盐热分解和挥发的质量损失比接近1:1,NaNO3是造成体系热分解的主要原因,而KNO3起到抗挥发的作用.     

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.     

低温低压下氨碳化过程的模拟与控制

氨碳化产物控制是固废硫酸钙低温转化实现硫资源综合利用的关键。采用Aspen plus软件对氨碳化过程进行模拟与分析发现,温度在273.15～338.15 K范围内,温度升高,碳酸根向碳酸氢根转化;0.01～0.13 MPa压力范围内,压力增大,碳酸氢根向碳酸根转化,压力高于0.13 MPa,压力对氨碳化过程无影响;氨摩尔分数小于0.04时,碳酸氢根含量接近1;氨摩尔分数为0.1～0.15,溶液中阴离子主要为碳酸根;氨摩尔分数大于0.15,氨浓度增大对溶液体系碳酸根和碳酸氢根组分无影响;氨碳比为2.2～2.8,溶液中阴离子主要为碳酸根;氨碳比大于2.8,溶液中90%(mol)以上为碳酸氢铵。在此基础上,分别给出了温度-氨浓度、温度-氨碳比条件控制下生产高含量碳酸氢铵和碳酸铵的工艺条件。     

球形离子筛吸附剂的制备及其锂吸附性能评价

利用琼脂糖溶液的溶胶凝胶性质,通过锐孔凝固浴法,对实验室合成的Li₄Mn₅O₁₂粉体进行成型,制备了粒径2～3 mm的球形颗粒,对球形颗粒进行交联后,用1 mol·L^-1的盐酸对球形颗粒进行酸洗脱锂,最终制得球形锂离子筛吸附剂。考察球形吸附剂制备和交联的影响因素,结果表明：5%的琼脂糖浓度和90 ℃的温度为最佳制备条件,2 ml·g^-1的交联剂用量和6 h的交联时间为最佳交联条件。对球形离子筛吸附剂进行静态评价实验,结果表明锂吸附容量为4.25 mmol·g^-1,吸附速率为1.77×10^-5 s^-1,成型后离子筛吸附量是离子筛粉末的75.6%,吸附速率较粉体（3.29×10^-4 s^-1）下降一个数量级。Li⁺平衡吸附容量随平衡pH值的升高而增加,在pH>12时吸附容量高达5.5 mmol·g^-1。共存离子选择性实验表明,交联球形离子筛吸附剂对Li⁺具有高选择性,成型后离子筛可以用于盐湖卤水或者海水提锂。