磷石膏氨化制备硫酸铵溶液工艺研究

以磷石膏为原料制备(NH₄)₂SO₄溶液与CaCO₃，可将磷石膏中的钙、硫资源循环利用。考察氨化反应的温度、时间、物料比、液固质量比对CaSO₄转化率的影响，得到最佳工艺参数：反应温度40℃，反应时间1.5 h,m(磷石膏):m(碳酸氢铵):m(氨水)为1.00∶0.78∶1.33，液固质量比0.75，此时CaSO₄转化率超过99%。同时进行(NH₄)₂SO₄及CaCO₃分离实验，基本实现(NH₄)₂SO₄与CaCO₃完全分离，得到w((NH₄)₂SO₄)8.32%的溶液，为后续加工奠定基础。     

高盐废水中硫酸铵和硫酸钠的分质结晶工艺研究

处理高盐废水并回收其中的盐资源是许多生产企业废水综合治理的难题。采用等温溶解平衡法测定了10、15、60、80℃下Na₂SO₄-(NH₄)₂SO₄-H₂O的液固相平衡数据，基于相平衡数据划分了结晶区域。根据高盐废水的组成和液固相平衡数据，提出了分质结晶分离(NH₄)₂SO₄和Na₂SO₄的工艺路线，设计了结晶过程工艺参数并进行了实验验证。结果表明，废水经3步结晶回收得到的(NH₄)₂SO₄纯度达到了99.2%、Na₂SO₄纯度达到了98.9%，满足GB/T 535—2020《肥料级硫酸铵》和GB/T 6009—2014《工业无水硫酸钠》的纯度指标要求。该研究可为高盐废水中(NH₄)₂SO_...     

β-SiC粉体中常见金属杂质的亚临界水热去除工艺

高纯β-SiC粉体作为原料,广泛应用于半导体晶圆、半导体窑具、半导体芯片设备用陶瓷器件等产品。高温高压可以促进水热反应,采用亚临界水热法可去除工业合成β-SiC粉体中的金属杂质。研究不同酸体系下β-SiC粉体中常见金属杂质的去除效果。利用电感耦合等离子原子发射光谱仪(ICP-OES)检测微量元素的含量,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对β-SiC粉体的物相组成和微观结构进行表征。结果表明,对于Cr和Zr去除效果较好的是HCl体系,对于Ca、Fe、Mg和Ti去除效果较好的是HCl+HF+HNO₃体系,对于Al和K去除效果较好的是H₂SO₄+(NH₄)₂SO₄体系。采用HCl体系处理的最佳反应温度为200 ℃,采用HCl+HF+HNO₃体系处理的最佳反应温度是220 ℃,采用H₂SO₄+(NH₄)₂SO₄体系处理的最佳反应温度是200 ℃。其中,H₂SO₄+(NH₄)₂SO₄体系可将β-SiC粉体中常见金属杂质含量降低至最少(杂质总含量为920.31 mg/L),因此该体系为β-SiC粉体除杂的最优方案。     

(NH4)2S吸收净化冶炼烟气中SO2回收硫资源的方法

采用(NH₄)₂S溶液吸收净化高浓度SO₂烟气,得到(NH₄)₂S₂O₃和NH₄HSO₃的混合溶液并转移至高压反应釜中,控制反应条件,两种物质发生自氧化还原反应,生成硫磺和(NH₄)₂SO₄.实验考察了吸收SO₂过程和自氧化还原过程的影响条件,结果表明:在pH=3～7,SO₂气体流速300 ml·min^-1,(NH₄)₂S浓度为0.2～1.2 mol·L^-1,常温条件下,烟气中二氧化硫的吸收率达到99.8%以上,且无H₂S生成;在pH=2.5～3.0,温度为130℃条件下,反应进行1 h,硫磺收率达到95%以上,溶液经过蒸发结晶得到(NH₄)₂SO₄.用X射线衍射(XRD)和X射线荧光光谱(XRF)对硫磺和硫酸铵进行表征分析,结果表明:硫磺的纯度为99.14%,硫酸铵中氮元素含量为23.6%.     

液相共存成分对双极膜电解吸氨法脱碳富液的影响

考察了烟气中SO₂、NO_x和CO₂与NH₃·H₂O的反应机理以及双极膜电解吸的机理,对本文自制实验系统的操作工况进行了进一步的调整,探究了氨法脱碳吸收富液双极膜电解吸的一般规律,研究了模拟解吸液解吸过程中主要液相共存成分,如(NH₄)₂SO₃、(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃、NaCl和NH₄Cl对CO₂双极膜电解吸的影响。研究表明,液相共存成分种类、质量分数、pH、表面张力等对CO₂的双极膜电解吸均能产生一定影响。少量NaCl、NH₄Cl和(NH₄ )₂SO₄成分的共存对吸收富液的电解吸是有利的,且对电解吸的影响程度为NaCl> NH₄Cl> (NH₄)₂SO₄;吸收富液中应该极力避免(NH₄)₂SO₃成分的存在;NH₄NO₃成分的共存对脱碳富液电解吸的影响不大。因此,在碳捕集前应对烟气中的杂质成分进行脱除,减少其对解吸液理化特性以及双极膜电解吸的影响。     

铵盐体系电解锰渣中石膏的转变规律

电解锰渣已成为阻碍电解锰行业发展的瓶颈,其中锰渣含有的大量石膏是限制其资源化利用的关键。针对锰渣中石膏浸出问题,本文研究了NH₄HCO₃和NH₄Cl用量、浸出初始pH、浸出时间、浸出温度对锰渣中石膏转变规律的影响。研究结果表明,当锰渣与NH₄HCO₃和NH₄Cl之间的质量比为20∶8∶1.5、固液比为1∶5、浸出初始pH为7.5、浸出温度为70℃、浸出时间为120min时,石膏的浸出率达到90.0%;浸出锰渣主要物相含有CaCO₃、SiO₂、Ca₂Mn₂(OH)₄Si₄O₁₁·2H₂O、Mg_5.0Al₆Fe₄Si_2.5Al_1.5O₁₀(OH)₈以及KAl₃Si₃O₁₀(OH)₂等,其中浸出锰渣中MnO含量由未浸出前的7.45%提高到14.71%。转变规律表明,NH₄HCO₃与锰渣中的石膏反应转变成(NH₄)₂SO₄和CaCO₃,而NH₄Cl作为盐试剂可进一步促进石膏的溶解,从而提高石膏的浸出率。     

碱性添加剂在钛硅分子筛/H2O2催化丙烯环氧化反应中的作用

考察了反应溶液中碱性添加剂{氨水（NH₄OH）、氢氧化钠（NaOH）、碳酸钠（Na₂CO₃）、碳酸铵[(NH₄)₂CO₃]和四甲基氢氧化铵（TMAOH）}及其浓度对钛硅分子筛（TS-1）催化丙烯环氧化反应性能的影响,并采用紫外拉曼光谱（UV-Raman）与气相色谱（GC）联用原位分析（Raman-GC）碱性添加剂的作用机理。结果表明：反应体系中添加碱性添加剂可有效改善TS-1催化丙烯环氧化反应的选择性。不同碱性添加剂对TS-1催化丙烯环氧化活性和稳定性影响不同,NaOH、Na₂CO₃和TMAOH的添加造成催化活性和稳定性降低。NH₄OH或(NH₄)₂CO₃作为添加剂改善环氧化反应选择性的同时提高了反应稳定性,其中以(NH₄)₂CO₃效果最佳。添加(NH₄)₂CO₃浓度为8.0×10^-4mol/L时,TS-1催化丙烯环氧化在固定床反应器上连续运行336h时,X(H₂O₂)仍保持在90%以上。原位Raman-GC分析发现,反应体系中NH₄OH和(NH₄)₂CO₃添加可加快反应活性中间体Ti-OOH(η²)基团的生成,促进反应产物从活性中心快速扩散,从而提高丙烯环氧化反应选择性和稳定性。     

熔盐法制备锌铝尖晶石粉体及其反应机理

以A_l2(SO₄)₃·18H₂O和ZnO为原料、Na₂SO₄为熔盐,采用熔盐法合成了锌铝尖晶石粉体,研究了熔盐用量、合成温度和保温时间对合成锌铝尖晶石的影响,分析熔盐法合成锌铝尖晶石的反应机理,及合成产物的物相组成及微观形貌,采用TG–DSC对比分析不加熔盐和加10%(质量分数)Na₂SO₄熔盐2个体系的不同反应过程。结果表明:以Na₂SO₄为熔盐,加入量10%,焙烧温度1 000℃、保温时间3 h时可以合成高纯锌铝尖晶石粉体;熔盐法合成的锌铝尖晶石晶体大部分呈六棱柱状,少部分呈八面体结构,晶体尺寸100～200 nm;加入Na₂SO₄可使体系在较低的温度下生成锌铝尖晶石,在液相环境中锌铝尖石生成主要遵循"模板合成"反应机理,小部分遵循"溶解–沉淀"反应机理。     

乙酸乙烯酯-NO2光氧化产生SOA的影响因素研究

在温度(287±1)K的条件下利用自制的室内烟雾箱探究反应物初始浓度比值、光照强度、相对湿度及部分种子气溶胶对C₄H₆O₂-NO₂光氧化生成SOA的影响。结果表明,反应物初始浓度比值、光照强度的增大会提高SOA的产生浓度,且与产生的SOA浓度最大值之间存在显著的线性关系;高湿度条件会抑制更多SOA的生成;3种因素对SOA生成的影响顺序为光照强度>反应物初始浓度比值>相对湿度。种子气溶胶(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃、Na₂SiO₃·9H₂O加入初期会促进SOA生成,之后会阻碍SOA的生成,使SOA的最终生成量降低;3种种子气溶胶对SOA生成的影响顺序为(NH₄)₂SO₄>NH₄NO₃≈Na_...     

双水相提取马友鱼肝中乙酰胆碱酯酶的工艺条件研究

旨在优化双水相萃取法提取马友鱼肝中乙酰胆碱酯酶的工艺条件,并为乙酰胆碱酯酶的提取提供理论依据。双水相系统由三种离散盐和两种分子量的聚乙二醇(PEG)两两组合优化,最终选取(NH₄)₂SO₄/PEG1000双水相体系提取马友鱼肝中的乙酰胆碱酯酶(AChE),并通过正交试验得到最佳萃取条件。最佳实验条件：PEG-1000和(NH₄)₂SO₄的质量分数分别为19%和25%,pH值为7.0,温度为20℃。在此条件下,乙酰胆碱酯酶的回收率为77.25%。双水相萃取法简化了大马哈鱼肝脏中乙酰胆碱酯酶的提取过程,且工艺条件经过优化后实现了提取率的有效提高。     

氨水沉淀法由含钛滤液提取二氧化钛

以含钛高炉渣为原料,经硫酸铵熔融法得到含钛滤液,然后以氨水为沉淀剂,控制pH值使钛水解,水解产物经600℃煅烧2 h得到二氧化钛。考察了螯合剂的加入量、溶液pH值和反应时间对钛沉淀率的影响,实验结果表明:反应过程中铁与钛发生共沉淀,造成二氧化钛产物中的铁含量过高。EDTA几乎完全抑制了铁的沉淀,明显降低了二氧化钛产物的全铁含量;2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸的加入降低了产物中二氧化硅的含量,提高了产物中二氧化钛的含量。当2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸与硅的摩尔比为1,EDTA与铁的摩尔比为3,pH值为2.0,反应时间为90 min时产物中二氧化钛的含量为96.35%。     

硫酸铵与钛酸钙焙烧动力学

近年来,以硫酸铵为助剂,采用含钛高炉渣矿化CO₂同时提取其中的有价钛铝组分的研究日益受到关注。钛酸钙是含钛高炉渣的主要物相之一,其与硫酸铵焙烧过程的机理及动力学研究有助于深刻理解含钛高炉渣分解过程。本文分别采用等温法和非等温法研究了硫酸铵与钛酸钙的焙烧动力学,考察了焙烧反应的动力学参数和控制步骤。等温动力学结果表明,硫酸铵与钛酸钙的焙烧过程分为两步,即硫酸铵分解和硫酸氢铵与钛酸钙反应,其中硫酸铵分解为限制环节,受化学反应控制。单一硫酸铵分解反应活化能为65.56kJ/mol,加入钛酸钙后促进硫酸铵的分解,活化能降低至50.15kJ/mol。采用基辛格法、FWO法、KAS法三种非等温动力法测得整个焙烧过程的表观活化能分别为53.96kJ/mol、76.67kJ/mol和71.05kJ/mol,其中基辛格法的表观活化能结果与等温动力学相一致,而FWO法和KAS法所得表观活化能变化趋势验证了等温动力学结果对焙烧过程中控制步骤的选择。     

混合酸浸法分离含钛高炉渣中的主要成分

根据含钛高炉渣的结构和组分的化学性质特点,采用低温盐酸硫酸混合酸浸法将高炉渣中的钛组分富集于滤渣中,钙、铝、镁、铁等酸溶性组分富集于滤液中,研究了混合酸浓度、盐酸/硫酸配比、反应温度等对组分分离效果的影响. 结果表明,采用混合酸浓度为6 mol/L、盐酸与硫酸体积比为3:1的混合酸、酸渣质量比为1.2:1条件下,混合酸与含钛高炉渣在80℃反应5 h后,滤渣中TiO2含量可达30%以上.     

熔盐高效分解含钛高炉渣制备纳米二氧化钛

采用熔盐法对含钛高炉渣进行高效分解并提取含钛组分,利用含钛滤液为原料制备了纳米二氧化钛粉体。对熔盐分解含钛高炉渣进行了热力学分析,并研究了碱渣比、熔盐反应温度及熔盐反应时间对钛组分浸出率的影响和pH及水解温度对二氧化钛产品纯度的影响。实验结果表明高炉钛渣在氢氧化钠熔盐中反应生成钛酸钠在热力学上是可行的。确定了最佳的碱渣比为3:1,最佳熔盐反应温度为500℃,最佳反应时间为3 h,在此条件下钛元素的浸出率为99.8%。得出较佳的水解pH范围为0.1～0.2,最佳水解温度为100℃。实验中制备的纳米二氧化钛粒子球形度好,粒度大小均匀且分散性好,颗粒直径为100 nm左右。     

酸度及酸介质对硫酸盐掺杂的含钛高炉渣光催化还原Cr (Ⅵ)的影响

利用高能球磨法制备了钙钛矿型硫酸盐掺杂的含钛高炉渣光催化剂,探讨了该催化剂的光催化原理,并系统地研究了不同酸度及酸介质对钙钛矿型硫酸盐掺杂的含钛高炉渣光催化还原Cr (Ⅵ)效率的影响。结果表明,酸度以及酸介质对六价铬的光催化还原效率都有十分重要的影响。在强酸性条件下（pH=1.5）,六价铬的光催化还原效率最高;且随着pH值的增大,六价铬的光催化还原效率显著降低。不同酸根离子对STBBFS催化剂光催化还原六价铬的促进作用按PO₄^3-＜NO₃^-＜Cl^-＜SO₄^2-逐渐增强;在光催化反应8 h后,六价铬的还原率差别显著,分别为9.32％、48.73%、100％、100％。因此,为了获得较高的光催化效果,必须控制六价铬废水的pH值以及用硫酸调节溶液的酸度。     

Simultaneous preparation of TiO2 and ammonium alum,and microporous SiO2 during the mineral carbonation of titanium-bearing blast furnace slag

In this study, a route for simultaneous mineralization of CO₂ and production of titanium dioxide and ammonium alum, and microporous silicon dioxide from titanium-bearing blast furnace slag (TBBF slag) was proposed, which is comprised of (NH₄)₂SO₄ roasting, acid leaching, ammonium alum crystallization, silicic acid flocculation and Ti hydrolysis. The effects of relevant process parameters were systematically investigated. The results showed that under the optimal roasting and leaching conditions about 85% of titanium and 84.6% of aluminum could be extracted while only 30% of silicon entered the leachate. 84% of Al³⁺ was crystallized from the leachate in the form of ammonium aluminum sulfate dodecahydrate with a purity up to 99.5 wt%. About 85% of the soluble silicic acid was flocculated with the aid of secondary alcohol polyoxyethylene ether 9 (AEO-9) to yield a microporous SiO₂ material (97.4 wt%) from the crystallized mother liquor. The Al- and Si-depleted solution was then hydrolyzed to generate a titanium dioxide (99.1 wt%) with uniform particle size distribution. It was figured out that approximately 146 kg TiO₂ could be produced from 1000 kg of TBBF slag. Therefore, the improved process is a promising method for industrial application.     

黄磷炉渣硝酸浸出液制取高纯硫酸钙工艺研究

以黄磷炉渣为原料,经HNO3溶液浸出,钙以Ca（NO3）2形式进入到浸出液,与硅分离后,浸出液经H2SO4沉淀,分离、洗涤,干燥可得到优质的CaSO4产品。作者研究了w（H2SO4）、V（H2SO4）∶V（HNO3浸出液）、温度、反应时间等因素对CaSO4收率的影响,通过扫描电镜、能谱等测试方法对CaSO4的性能进行了表征。研究表明：产品收率达到92.52%,且质量分数为99.09%的CaSO4产品,外貌呈针状。最佳工艺条件：w（H2SO4）=20%,常温,V（H2SO4）∶V（HNO3浸出液）=0.6,反应时间为45min。     

水淬含钛高炉渣加热过程中的矿物结晶行为研究

为改善攀钢含钛高炉渣大量堆放造成的环境问题以及减少有价资源浪费,通过研究水淬含钛高炉渣的化学成分、矿物物相组成、热重等特性,以-140目水淬含钛高炉渣为原料,采用加热方式研究其矿物物相的结晶行为,结果表明:水淬渣与空冷渣的化学成分基本相同,但矿物物相组成随颗粒粒径变化有较大的差异;矿物物相的结晶主要发生在680℃以上,...     

添加Fe2O3对碳热还原含钛高炉渣的影响

以攀枝花含钛高炉渣为原料,针对碳热还原含钛高炉渣的还原产物TiC晶粒粒径较小而难以分离的问题,在原料中添加不同比例的Fe2O3促进TiC与渣相分离. 结果表明,原料中加入Fe2O3后,还原产物中Fe在渣中呈弥散分布,渣中TiC晶粒依附Fe相生长. Fe2O3添加量为5wt%时,依附于Fe相形核长大的TiC明显沉降,富集于还原产物底部,含钛高炉渣还原产物中TiC初步富集.     

Simultaneous preparation of TiO2 and ammonium alum,and microporous SiO2 during the mineral carbonation of titanium-bearing blast furnace slag

In this study, a route for simultaneous mineralization of CO₂ and production of titanium dioxide and ammonium alum, and microporous silicon dioxide from titanium-bearing blast furnace slag (TBBF slag) was proposed, which is comprised of (NH₄)₂SO₄ roasting, acid leaching, ammonium alum crystallization, silicic acid flocculation and Ti hydrolysis. The effects of relevant process parameters were systematically investigated. The results showed that under the optimal roasting and leaching conditions about 85% of titanium and 84.6% of aluminum could be extracted while only 30% of silicon entered the leachate. 84% of Al³⁺ was crystallized from the leachate in the form of ammonium aluminum sulfate dodecahydrate with a purity up to 99.5 wt%. About 85% of the soluble silicic acid was flocculated with the aid of secondary alcohol polyoxyethylene ether 9 (AEO-9) to yield a microporous SiO₂ material (97.4 wt%) from the crystallized mother liquor. The Al- and Si-depleted solution was then hydrolyzed to generate a titanium dioxide (99.1 wt%) with uniform particle size distribution. It was figured out that approximately 146 kg TiO₂ could be produced from 1000 kg of TBBF slag. Therefore, the improved process is a promising method for industrial application.