联碱法生产硼砂

硼系列产品是无机盐工业的重要产品,国民经济的许多领域已普遍应用。随着现代工业的发展,国外对硼产品的应用研究已有不少新的突破。而硼砂是硼系列产品的母体,世界年产量已超过一百万吨,在硼系列产品中占有举足轻重的地位。我国的硼矿开采和硼砂生产始于1956年。硼砂生产方法由沿用国外的酸法工艺逐步发展到适合我国国情的碱法工艺。整个生产发展过程为酸法→常压碱解法→加压碱解法→碳碱法。目前,国内采用加压碱解法或碳碱法,而绝大多数单位则是采用碳碱法。     

碳碱法生产硼砂机理的探讨

一、前言硼砂是重要的化工产品。从硼镁矿生产硼砂,可采用多种工艺路线。从硼镁矿制取硼砂采用碳碱法(用二氧化碳和纯碱)工艺,具有流程短、碱耗低、三废少、成本低、投资省、易于操作、质量好等许多优点。目前,全国已有不少工厂正在采用或准备采用碳碱法的工艺路线生产硼砂,可是对于碳碱法的机理探讨工作,一直存有多种意见。现将我的看法概述如下,以求引起争论,弄清是非,使碳碱法硼砂生产的理论日臻完善,並用于指导生产的实践,促进硼砂工业迅速的发展,以适应日益发     

利用天然二氧化碳与低品位硼镁矿生产硼砂

本文介绍了利用我省黄桥天然二氧化碳与低品位硼镁矿生产硼砂的工艺。碳解率可达86％;产品质量符合国家标准。我国硼砂生产工艺历经几次变革,目前都采用碳碱法工艺。该工艺主要是利用石灰窑气(     

富硼渣提硼研究

对富硼渣熔态钠化—加压水浸制硼砂、富硼渣碳碱法制硼砂、富硼渣硫酸浸出一步法制硼酸三种工艺进行了研究．结果表明：硼铁矿火法分离得到的富硼渣可以作为制硼砂和硼酸的原料。     

提高翁泉沟硼铁矿反应活性的工艺研究

针对碳碱法加工翁泉沟硼铁矿生产硼砂过程中存在的矿石活性低等问题,通过添加复合添加剂对硼铁矿进行活化焙烧,用常压碱解率评价焙烧矿的反应活性,分别考察了复合添加剂用量、焙烧温度以及焙烧时间对翁泉沟硼铁矿反应活性的影响.研究结果表明,加入复合添加剂进行钠化焙烧能够明显提高硼铁矿的碳碱法的反应活性.适宜的工艺条件为:复合添加剂的加入量为原矿质量的19%,焙烧温度为950℃,焙烧时间为2h.在该工艺条件下,硼铁矿反应活性达到了93.16%.     

碳碱法加工硼镁矿制硼砂

根据生产实践及理论推导，对碳碱法加工硼镁矿制硼砂的一些理论性问题阐述其观点：（1）硼镁矿粉碳解生成的不溶性镁盐是碱式碳酸镁；（2）碳解反应的真正的控制步骤是溶解的CO2或HCO3^-与硼镁矿粉的反应；（3）碳解反应正确的平衡常数是K1=c（B4O7^2-）／c（HCO3^-），B2O3转化率R与K之间不存在直接联系。     

多硼酸钠法生产硼酸新工艺的开发

一、多硼酸钠法工艺的由来硼化合物由于其在核工业、新型材料工业、机电工业和航天事业上独特的用途而日益受到人们的青睐,而在已知的近两万种的硼化合物中,硼砂和硼酸是最主要和最基本的母体产品,可以说,几乎所有的硼化合物都是硼砂和硼酸直接或间接的衍生产品。我国是世界上最早使用硼化合物的国家,也是目前世界上主要的产硼国家之一,硼矿资源十分丰富。我国目前硼砂生产的工艺路线主要是碳碱法工艺,硼酸生产的工艺路线主要是硼砂-硫酸法工艺,即将硼矿石加工成硼砂,然后与硫酸反应后生成硼酸和硫酸钠,再按不同的溶解度将成品硼酸和副产硫酸钠分离开来。当硼砂生产采用碳碱法路线时,硼砂-硫酸法生产硼酸的工艺流程大致如图1所示,其反应方程式为:     

高浓度CO2碳解强化碳碱法制取硼砂

本文针对目前我国碳碱法制取硼砂存在的碳解时间长、设备生产效率低、硼矿的分解率低，造成硼收率低的问题，提出了用高浓度ＣＯ２进行碳解强化碳碱法工艺的技术途径，进行了新老工艺技术经济对比，并介绍了凤城矿翁泉沟硼铁矿配套浓ＣＯ２碳解新工艺碳解反应釜的设计以及高浓度ＣＯ２来源和富集提浓方法。     

“工业味精”之硼

硼是一种非常特殊的元素,有着"工业味精"的美誉之称,其广泛分布于矿石中。对硼资源进行了概述,并介绍了硼矿的国内外分布现状、硼化合物产品的应用、以及国内硼酸和硼砂的生产工艺发展概况。从尾矿的富集、硼酸和硼砂的酸碱法工艺、硼泥的处理使用进行了描述,对硼资源的综合利用具有一定的指导意义。     

对提高硼砂生产经济效益的一点看法

目前国内从硼镁矿制取硼砂的工艺,多数厂家采用碳碱法,即用碱和 CO_2与硼矿起反应制取硼砂。经过多年的研究试验,此法的加工工艺已为广大技术人员所掌握。如操作压力,操作温度,配料比等各厂都差不多掌握同一指标,只是有些厂由于设备存在问题,无法达到预想的指标而已。近年来,许多厂家为提高经济效益,进行了不少挖潜改造工作。因整个生产工艺过程关键是碳解反应,所以大家在碳解反应工     

不纯净钾盐镁矾转化粒度研究

本研究结合了K⁺,Mg²⁺∥SO₄^2-,Cl^-—H₂O四元体系相图,通过实验研究发现在55 ℃条件下钾盐镁矾转化所得钾镁肥产品的粒度有明显提高,并研究了晶种加入量及晶种粒度对转化粒度的影响。成功解决了粉料钾镁肥粒度过细问题,一定程度上解决了生产过程中的粉尘问题,保护环境的同时提高了资源利用率,减少了资源浪费。该研究为钾镁肥生产工艺改进提供了实验基础。     

Separation of mixed salts(Cl~-/SO_4~(2-)) by ED based on monovalent anion selective membranes

The industrial products or wastewater rich in the mixed salts(Cl~-/SO_4~(2-)) not only causes the environmental damage, but also induces waste of resource. In this study, an ED stack with monovalent selective AEMs and conventional CEMs was employed to separate the Cl~-and SO_4~(2-)from simulated wastewater. The effect of current density and mass fraction percentage was investigated in order to optimize the experimental conditions during ED process. It was found that at a concentration ratio between NaCl and Na_2SO_4 of 95/5(wt%/wt%) and a current density of40 m A·cm~(-2), a current efficiency of 72%, an energy consumption of 1.6 k W·h·kg~(-1) Na Cl and a Cl~-/SO_4~(2-)concentration(67.5/3.5 g·L~(-1)) were obtained. Hence, it is appropriate and effective to separate Cl~-and SO_4~(2-)by ED using the monovalent selective AEMs.     

Ba 2+和In 3+共掺杂硅酸镧固体电解质的制备及性能

采用高温固相法制备磷灰石型硅酸镧陶瓷La_9.4Ba_0.6Si_6-xIn_xO_27-δ（x=0,0.1,0.2,0.3,0.4）。采用XRD、SEM和拉曼光谱等测试分析手段表征了La_9.4Ba_0.6Si_6-xIn_xO_27-δ固体电解质掺杂体系的相组成和微观形貌特征;采用交流阻抗谱测试研究了La_9.4Ba_0.6Si_6-xIn_xO_27-δ掺杂体系在不同温度下的电导率变化规律。研究发现,所有La_9.4Ba_0.6Si_6-xIn_xO_27-δ陶瓷试样的结晶度良好且均具有氧基磷灰石结构;仅在La位掺杂Ba ²⁺时,La_9.4Ba_0.6Si₆O_27-δ试样晶粒形貌不规则,In ³⁺掺杂后晶粒呈等轴状均匀生长。各个试样的总电导率与测试温度之间符合Arrhenius关系。In ³⁺最佳掺杂量x为0.2,此时La_9.4Ba_0.6Si_5.8In_0.2O_27-δ陶瓷具有最高的电导率,其电导率（1 073 K）、活化能和指前因子分别为5.08×10 ^-3 S/cm、0.86 eV和2.91×10 ¹¹ S·K/cm。     

紫外/亚硫酸钠体系对2,4,6-三溴酚的脱溴效果及机理

研究了紫外/亚硫酸钠（UV/SO₃^2-）体系对2,4,6-三溴酚（2,4,6-TBP）的脱溴效果及影响因素,分析了还原体系2,4,6-TBP的脱溴过程、降解机理及降解路径。结果表明：UV/SO₃^2-还原体系对2,4,6-TBP的降解效果明显高于单独UV体系;亚硫酸钠浓度、pH与反应温度均对还原体系目标污染物的降解影响显著。随着亚硫酸钠浓度升高、pH上升及反应温度提高,UV/SO₃^2-体系2,4,6-TBP的降解效果逐渐增加。准一级动力学方程可描述不同亚硫酸钠浓度与反应温度时还原体系对目标污染物的降解过程。水合电子捕获剂的添加可有效抑制2,4,6-TBP的脱溴反应;UV/SO₃^2-体系污染物还原降解速率与溴离子产生率均高于单独UV体系。还原体系中2,4,6-TBP在水合电子作用下逐级脱溴降解为低毒性物质。     

反渗透膜法处理磷酸铁生产废水的零排放工艺研究

以硫酸亚铁为原料生产电池级磷酸铁过程中产生大量的含硫酸根、磷酸根、钠离子的废水。为减少废水排放并使之得到循环利用,采用反渗透膜技术对中试生产电池级磷酸铁的废水处理进行了零排放设计和实验研究,考察了进水压力、进水浓度、温度、pH等因素对硫酸根和磷酸根的截留率、膜通量和产水率的影响。实验结果表明所采用的反渗透膜对硫酸根、磷酸根的截留率达99.15%以上,进水压力、进水浓度、温度、pH等因素对截留率影响较小,但对膜通量和产水率影响较大。截留率随着进水压力的增加略有增加,随进水浓度增加和温度的升高而略有减小,膜通量和产水率随进水压力和温度的升高而增大,随进水浓度的增大而减小,pH=6.5时截留率、膜通量和产水率最高。同时采用生产废水制备了硫酸钙晶须,实现了废水零排放。     

Effective enhancement of the electrochemical properties for Na2FeP2O7/C cathode materials by boron doping

In recent years, the composite materials based on polyanionic frameworks as secondary sodium ion battery electrode material have been developed in large-scale energy storage applications due to its safety and stability. The Na₂FeP₂O₇/C (theoretical capacity 97 mA·h·g^-1) is recognized as optimum Na-storage cathode materials with a trade-off between electrode performance and cost. In the present work, The Na₂FeP₂O₇/C and boron-doped Na₂FeP_2-BO₇/C composites were synthesized via a novel method of liquid phase combined with high temperature solid phase. The non-metallic element B doping not only had positive influence on the crystal structure stability, Na⁺ diffusion and electrical conductivity of Na₂FeP₂O₇/C, but also contributed to the high-value recycling of B element in waste borax. The structure and electrochemical properties of the cathode material were investigated via X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), The X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), cyclic voltammetry (CV), and charge/discharge cycling. The results showed that different amounts of boron doping had positive effects on the structure and electrochemical properties of the material. The initial charge/discharge performances of born doped materials were improved in comparison to the bare Na₂FeP₂O₇/C. The cycle performance of the Na₂FeP_1.95B_0.05O₇/C showed an initial reversible capacity of 74.8 mA·h·g^-1 and the high capacity retention of 91.8% after 100 cycles at 1.0 C, while the initial reversible capacity of the bare Na₂FeP₂O₇/C was only 66.2 mA·h·g^-1. The improvement of apparent Na⁺ diffusion and electrical conductivity due to B doping were verified by the EIS test and CVs at various scan rate. The experimental results from present work is useful for opening new insight into the contrivance and creation of applicable sodium polyanionic cathode materials for high-performance.     

硫酸促进型固体超强酸在水预处理条件下的稳定性对比

以TiO₂和ZrO₂为载体的固体超强酸作为考察对象,重点对比研究了载体与酸化方式不同的固体超强酸在两种不同温度水预处理条件下的催化稳定性。XRD和BET表征结果显示在经过水预处理之后,各组固体超强酸的晶型和孔结构没有发生变化。结合FTIR、NH₃-TPD对比研究发现,各组固体超强酸的催化活性在经过水预处理后均出现下降,水预处理温度越高,固体超强酸的酸量下降越多,酸强度减弱幅度越大,最终表现出催化活性明显下降;相比之下,硫酸促进型TiO₂固体超强酸的初始活性优于以ZrO₂为载体的固体超强酸,但稳定性较差;另外,对制备方式的研究发现,先焙烧再酸化所制得的固体超强酸其SO₄^2-在水预处理过程中损失相对较少,表现出了较好的稳定性。     

Wood液态合金在NaOH溶液中的电化学反应及表面张力变化行为

通过改变液体金属在NaOH溶液中所处的环境介质,利用石墨电极对其施加电场,研究了液态金属的表面张力、界面电化学反应、氧化膜的产生、溶液中电润湿等动态过程。实验发现Wood合金液滴在阳极发生电化学反应产生的氧化膜会迅速减小表面张力并发生铺展,在阴极发生还原反应会使带氧化膜的金属在3 s内恢复到原状,电毛细作用力使氧化膜破裂,各氧化物与NaOH反应产生Sn（OH）₆^2-、SnO₃^2-、SnO₂^2-、PbO₃^2-、Cd（OH）₄^2-使溶液的颜色发生改变,溶液中生成Bi₂O₃-Bi（OH）₃白色共聚物。薄膜电介质层润湿和溶液中电润湿机理在本质上相同,表面张力随着电压的增大而减小并发生明显的电润湿铺展过程,但由于金属液滴通过电化学反应所能吸附的OH^-数量有限,润湿角存在饱和性。     

基于阴离子交换反应的NiMn-LDH电极电容性能提升研究

采用一步水热法在泡沫镍网上原位生长镍锰基层状双氢氧化物（NiMn-LDH）纳米片阵列电极,并通过氢氧化钾溶液中浸泡的方式提升电极的容量。采用SEM、XRD、TEM和XPS等手段对浸泡前后的电极材料进行表征。结果表明,在浸泡前后NiMn-LDH电极的形貌没有变化,但在电极材料内部发生了明显的CO₃^2-和OH^-的交换反应,降低体积较大的CO₃^2-在LDH层间的分布数量,使层内空间成为OH^-的“蓄水池”,缩短了电荷存储过程中OH^-的迁移距离,因此电容性能有了明显提升。电化学测试结果表明,在5 mA/cm²电流密度下,电极的比电容从18.0 F/g增加至766.6 F/g（1.69 F/cm²）。将该电极与活性炭组装的全固态不对称超级电容器在功率密度为900 W/kg时,可呈现的能量密度为35.9 W·h/kg,并且器件的循环稳定性良好。     

氨基酸调控无水碳酸镁晶体结晶试验研究

无水碳酸镁晶体作为一种新型无机功能材料引起了研究者们的广泛关注。以氯化镁为原料,碳酸钠为沉淀剂,合成了无水碳酸镁晶体,再以甘氨酸、组氨酸、丙氨酸及L-天门冬氨酸四种不同种类氨基酸作为添加剂,调控其结晶的粒度及形貌。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光粒度分析仪对合成产物进行表征,分析不同种类氨基酸对合成的无水碳酸镁晶体物相结构和形貌的影响。结果表明:在组氨酸调控下合成的无水碳酸镁结晶纯度高,生成的产物中n(Mg²⁺)∶n(CO^2-₃)为1∶0.94;L-天门冬氨酸调控合成的晶体纯度次之;甘氨酸和丙氨酸调控合成的晶体中掺杂大量碱式碳酸镁晶体。在组氨酸、L-天门冬氨酸、甘氨酸及丙氨酸四种氨基酸调控作用下,晶体结晶形貌依次呈凸面球三角形状、近球状、球状及不规则状,且无水碳酸镁晶体粒径分布均呈先上升后振荡下降最后小粒径拖尾的趋势。以上研究结果为无水碳酸镁晶体的仿生合成提供了参考。