氯化铵浸取电石渣制备碳酸钙研究

电石渣105℃干燥,以氯化铵溶液为浸取剂,提取电石渣中的钙资源以制备碳酸钙。研究表明,反应时间30 min、pH=8、氯化铵过量程度为0的条件下,电石渣中的Ca~(2+)提取率最高,为93.31%。以Na_2CO_3溶液为碳化剂进行碳化反应,得碳酸钙产率90.76%,纯度97.67%。XRD和SEM分析表明,产品为球霰石型碳酸钙,颗粒呈类球形团聚,粒径为1~3μm。     

磷石膏脱硫钙渣浸取液中杂质对碳酸钙晶型的影响

磷石膏脱硫钙渣是磷石膏化学分解后产生的以氧化钙为主要成分的尾渣。以氯化铵溶液浸取磷石膏脱硫钙渣并碳化浸取液以制备轻质碳酸钙是一种有效利用磷石膏脱硫钙渣中钙资源的方法。本文分析了该方法在不同氯化铵浓度下浸取液的组成、钙浸出率及pH,同时为了研究浸取液中NH₄⁺、铁、铝、镁等对产品碳酸钙晶型的影响,配制了含有杂质离子的NH₄Cl-NH₃·H₂O溶液,比较了其碳化产品与相同条件下脱硫钙渣碳化产品的晶型差异。结果表明,随氯化铵浓度升高,浸取液pH降低,铝含量降低,铁、镁含量升高。在氯化铵浓度范围内,NH₄⁺对球霰石形成有促进作用,而铁、镁杂质对方解石形成有促进作用,由于铝离子存在形态不同,铝在1mol/L时对形成球霰石有促进作用,在大于1mol/L时对形成方解石有促进作用。当氯化铵浓度小于4mol/L时,各种杂质相互作用形成球霰石晶型,氯化铵浓度等于4mol/L时,各种杂质相互作用形成球霰石和方解石混合晶型。     

电石渣两步法制备轻质碳酸钙的研究

以电石渣为原料,通过除渣预处理和气-液间歇碳化2个过程制备高纯度、高白度轻质碳酸钙。通过实验研究了浸取、沉淀等工艺的过程特性,探讨了电石渣、氯化铵、水的质量分数和反应温度、搅拌速率等工艺参数对电石渣转化率和产品性能的影响,并确定最佳工艺条件。研究表明,电石渣经浸取后不溶性杂质与金属离子杂质都被除去,电石渣转化率为84.3%,所得碳酸钙产品纯度大于98%,白度为96度,符合HG/T 2226—2000优等品指标要求。     

高钙氯化锂溶液的净化除杂研究

使用氢氧化钙、硫酸钠、碳酸钠对高钙氯化锂溶液进行除杂。分别研究了pH值对镁去除率的影响、硫酸钠和碳酸钠用量对钙去除率的影响。实验结果显示，在温度为常温的情况下、使用氢氧化钙调节溶液pH值10.0以上，先后用理论量1.2倍的硫酸钠以及理论量2.0倍的碳酸钠进行除钙镁，可以除去高钙氯化锂溶液中99.47%的镁以及99.88%的钙。净化后的锂溶液直接加30%浓度的纯碱沉锂，得到的碳酸锂各指标满足卤水碳酸锂优等品的标准。除杂过程中产出的硫酸钙渣作为固体废弃物堆存填埋处理，碳酸钙渣使用盐酸溶解后返用至硫酸钠除钙工序以减少废渣产出量以及提高锂的回收率，整个除杂过程中锂的回收率达到96.76%以上。     

电石渣制备过氧化钙液相循环工艺的研究

为了综合利用工业电石废渣,减少固体污染排放,开发了液相循环工艺。用电石渣与氯化铵和双氧水反应制备过氧化钙,并将副产的氯化铵溶液循环使用。采用单因素和正交实验对钙提取和过氧化钙制备的工艺参数做了优化。实验得到钙离子提取的最佳工艺参数:电石渣过量20%、反应时间为30 min、搅拌速度为300 r/min,此时钙提取率为83.3%,氯化铵利用率为98.5%。过氧化钙制备的最佳工艺参数:稳定剂用量为9%(质量分数)、反应时间为20 min、混合液用量为5%、搅拌速度为500 r/min,此时产品收率为94.69%,纯度为69.74%。     

钛白废酸-软锰矿-硫铁矿制备高纯硫酸锰

研究以硫铁矿为还原剂,在钛白废酸中湿法还原软锰矿制备硫酸锰的工艺过程。探讨反应温度、反应时间、酸矿比和矿浆浓度等因素对硫酸锰浸出率的影响。实验结果表明：在反应温度为95 ℃、反应时间为2.5 h、硫铁矿与软锰矿（以锰计）的质量比为0.95～1.0、硫酸与软锰矿（以锰计）的质量比为1.30、矿浆质量分数为28%～30%的条件下,硫酸锰的浸出率达到95%以上。通过加入碳酸钙中和浸出溶液使其pH为5～6,以除去溶液中的铁、钛、铝等杂质;加入自制硫化锰以除去溶液中的重金属离子;加入二氟化锰以除去溶液中的钙镁离子等。所得溶液经陈化、过滤、浓缩和结晶后得高纯一水硫酸锰,产品纯度为99%以上。     

碳酸钙晶须的除杂工艺研究

以氯化铵为除杂剂,针对碳酸钙晶须中镁杂质进行除杂研究,考察了工艺条件对除杂效果的影响。采用化学分析和X射线衍射分析（XRD）对除杂前后样品进行分析,得出最佳工艺条件。结果表明：在氯化铵浓度为 3 mol/L,除杂温度为100 ℃,反应时间为6 h的条件下,样品中镁方解石的去除率达62.5%,碳酸钙晶须纯度达97%。利用扫描电镜对产品进行表征,结果显示碳酸钙晶须表面附着的杂质颗粒明显减少。     

某难处理氧化铜矿酸浸实验及动力学分析

针对以硅孔雀石为主的高结合率、高钙镁难处理铜矿的进行了酸浸动力学研究,考察了温度、硫酸浓度、搅拌强度和矿石粒径对铜浸出率的影响.结果表明:铜浸出率随温度和硫酸浓度的增大而提升,搅拌强度对铜浸出率影响较小,铜浸出率随矿石粒径的减小先增大后减小,这可能是由于原矿钙镁含量高,当磨矿细度过细钙镁充分解离,一旦矿石和硫酸接触,钙镁和硫酸迅速反应消耗大量的酸,导致铜的浸出率降低.采用SEM-EDS和XRD对浸出前后矿样进行表征,结果表明碳酸钙与硫酸反应生成硫酸钙沉积在颗粒表面形成固态产物层,阻碍浸出反应.动力学分析表明该浸出过程受固态产物层扩散控制,反应表观活化能为11.43 kJ/mol.     

常压碱溶法提取软锰矿酸浸渣中的硅

软锰矿经还原焙烧酸浸提取锰后,渣中二氧化硅质量分数超过60%,而且其他杂质较少,是较好的含硅原料。采用在常压下用氢氧化钠溶液浸出软锰矿酸浸渣中硅的工艺,通过正交实验和单因素实验,考察了反应温度、反应时间、氢氧化钠浓度和液固比等因素对硅浸出率的影响,并对浸出机理进行了探讨。结果表明：影响硅浸出率的主要因素依次为反应温度、液固比、反应时间和氢氧化钠浓度。当反应温度为120 ℃、液固比（溶液体积与软锰矿酸浸渣质量比,mL/g）为2∶1、反应时间为5.5 h、氢氧化钠浓度为20 mol/L时,硅的浸出率达到70.9%。     

工业硫酸锰中钙、镁的净化研究

采用氟化锰作为沉淀剂对工业硫酸锰中的钙、镁进行净化研究。通过单因素实验和正交试验考察了溶液pH、反应温度、氟化锰加入量对钙、镁净化率的影响。实验结果表明,影响钙、镁沉淀率的因素最主要的是氟化锰的加入量,其次为反应温度、溶液pH。在实验中,当氟化锰加入量为1 g、反应温度为90 ℃、溶液pH为4.5时,钙、镁的净化率分别为83%和85%。采用氟化锰作为沉淀剂净化工业硫酸锰中的钙、镁是可行的,该方法操作方便,并且不会引入新的杂质。     

过氧化钙的制备研究

研究了氢氧化钙-氯化铵-双氧水法生产过氧化钙的工艺过程和影响因素。通过单因素实验,得到制备过氧化钙的最佳工艺条件为反应温度26℃、反应时间35 min、稳定剂偏硅酸钠用量14%、双氧水浓度15%、氢氧化钙过量50%、氯化铵用量n（NH4Cl）∶n（Ca（OH）2）=1.5。     

Thermodynamic and kinetic studies of the MgCl2‐NH4Cl‐NH3‐H2O system for the production of high purity MgO from calcined low‐grade magnesite

To improve the overall sustainability of MgO‐based refractory production, a novel process to produce high purity MgO from calcined low‐grade magnesite in ammonium chloride solution was developed. The process was designed on the basis of the phase equilibria of the NH₄Cl‐MgCl₂‐NH₃‐H₂O system obtained using the Mixed Solvent Electrolyte model embedded in OLI software. The optimum calcination temperature of low‐grade magnesite was determined to be 650°C in terms of the conversion ratio of magnesium and calcium in the leaching experiments. An apparent activation energy of Mg extraction was 30.98 kJ/mol, which is slightly lower than that of Ca leaching. An empirical kinetic model of magnesium extraction was also developed to describe the effects of NH₄Cl concentration, particle size of calcined magnesite, and solid‐to‐liquid ratio on the extent of extraction of magnesium. At leaching time of 10 min, the leachate with high Mg/Ca molar ratio was obtained. Then, MgO with a purity of 99.09% was produced through the decomposition of intermediate 4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O. © 2015 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 61: 1933–1946, 2015     

气溶胶OT反胶束对L-胱氨酸的萃取行为研究

实验考察了气溶胶OT (AOT即 2 乙基己基琥珀酸酯磺酸钠 )浓度、盐酸浓度、L 胱氨酸浓度、无机盐浓度及温度对AOT反胶束萃取L 胱氨酸的影响。结果表明 :AOT浓度增大萃取分配系数增大 ;水相中盐酸浓度增大、无机盐浓度增大、胱氨酸初始浓度增大均使萃取分配系数降低 ;萃取温度升高使萃取的分配系数减小 ,说明AOT反胶束萃取胱氨酸是一个放热过程 ,低温有利于胱氨酸的萃取     

氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯碳酸锰的工艺研究

以低品位菱锰矿和工业级氯化铵为原料,通过研磨混合、焙烧、水浸取富集回收锰。实验结果表明：当氯化铵用量为锰矿粉质量的1.1倍、500 ℃下焙烧1 h时,锰的浸出率可达95%以上;并且通过二级吸收的方式实现了焙烧尾气二氧化碳和氨气的回收利用,探索出一条可行的清洁生产工艺路线,避免了环境污染。由于大量金属杂质伴随锰的富集过程同时浸出,实验对锰浸出液进行了中和水解除铁、氟化铵沉淀钙镁等除杂处理,得到满足后续碳化工艺要求的锰净化液,碳化结晶制备出符合HG/T 2836-1997《软磁铁氧体用碳酸锰》要求的高纯碳酸锰产品。     

磷酸二氢钾溶液脱钙实验研究

采用K2CO3及NH4HCO4作为除杂剂,对萃取法制备KH2PO4过程中的钾料液进行脱Ca2+实验研究,考察碳酸盐脱除Ca2+对KH2PO4产品质量的影响。结果表明,K2CO3比NH4HCO3更适合作为KH2PO4溶液的除杂剂,同时,热过滤操作有助于脱Ca2+液的分离,并提高产品性能。     

用P_(204)萃取脱除硫酸钴溶液中的微量元素

研究了用P_(204)萃取脱除硫酸钴溶液中微量金属元素萃取工艺,试验结果表明,在P_(204)有机相组成为25%P_(204)+75%航空煤油,4级逆流萃取,30%NaOH皂化,皂化率75%,萃前液pH值3.5,萃取温度25~35℃,萃取相比O/A=1.5~2/1,混合萃取5min的条件下,P_(204)萃取除杂后硫酸钴溶液中Co/Zn、Co/Mg、Co/Cd、Co/Mn、Co/Fe、Co/Ca的浓度比分别为87516/1、31918/1、79794/1、82212/1、64595/1、67825/1萃取除杂效果均比较好,均可满足生产精制CoSO_4·7H_2O和电钴的要求,且钴直收率可达96.17%。     

Three-liquid-phase extraction and separation of V(V) and Cr(VI) from acidic leach solutions of high-chromium vanadium–titanium magnetite

A new method by liquid–liquid–liquid three phase system, consisting of acidified primary amine N1923(abbreviated as A-N1923), poly(ethylene glycol)(PEG) and (NH_4)_2SO_4 aqueous solution, was suggested for the separation and simultaneous extraction of V(V) and Cr(VI) from the acidic leach solutions of highchromium vanadium–titanium magnetite. Experimental results indicated that V(V) and Cr(VI) could be selectively enriched into the A-N1923 organic top phase and PEG-rich middle phase, respectively, while Al(III)and other co-existing impurity ions, such as Si(IV), Fe(III), Ti(IV), Mg(II) and Ca(II) in acidic leach solutions,could be enriched in the(NH_4)_2SO_4 bottom aqueous phase. During the process for extraction and separation of V(V) and Cr(VI), almost all of impurity ions could be removed. The separation factors between V(V) and Cr(VI) could reach 630 and 908, respectively in the organic top phase and PEG middle phase, and yields of recovered V(V) and Cr(VI) in the top phase and middle phase respectively were all above 90%.Various effects including aqueous p H, A-N1923 concentration, PEG added amount and(NH_4)_2SO_4 concentration on three-phase partitioning of V(V) and Cr(VI) were discussed. It was found that the partition of Cr(VI) into the PEG-rich middle phase was driven by hydrophobic interaction, while extraction of V(V) by A-N1923 resulted of anion exchange between NO_3~- and H_2V_(10)O_(28)~(-4). Stripping of V(V) and Cr(VI) from the top organic phase and the middle PEG-rich phase were achieved by mixing respectively with NaNO_3 aqueous solutions and Na OH-((NH_4)_2SO_4 solutions. The present work highlights a new approach for the extraction and purification of V and Cr from the complex multi-metal co-existing acidic leach solutions of high-chromium vanadium–titanium magnetite.     

二水硫酸钙在铵盐溶液中溶解度测定及热力学计算

利用溶解法测定了二水硫酸钙(CaSO4×2H2O)在NH4Cl-H2O体系和NH4Cl-(NH4)2SO4-H2O体系中298.15~343.15 K温度范围内的溶解度. 结果表明,CaSO4×2H2O在2个体系中的溶解度均随NH4Cl浓度增加而增大;温度对CaSO4×2H2O的溶解度影响不明显. 利用混合电解质NRTL模型对实验数据进行模拟计算,得到了新的能量相互作用参数,建立了CaSO4×2H2O(s)-NH4Cl-(NH4)2SO4-H2O体系的混合电解质模型,计算值与实验值相对偏差为2.36%.     

Extraction of Ti Powder from Ti–MgO–Mg(–CaO) Cakes Produced by Magnesiothermic Reduction

The extraction of Ti powder from SHS-produced Ti–MgO–Mg(–CaO) cakes by treatment in leaching solutions (HNO₃, HCl, and NH₄Cl) was explored and optimized in relation to such factors as concentration of leaching agent, leaching temperature, chemical resistance of target Ti powder, and extent of byproducts extraction. The type of leaching solution was found to affect the size, structure, and morphology of resultant Ti powder. Best results were obtained at 70°C with aqueous solutions of: (1) the nitric acid taken in a 6-fold excess to the Mg content of combustion product and (2) the ammonium chloride taken in a 20-fold excess to nominal Mg content.     

Na4Ca3(AlO2)10的合成和浸出行为

以分析纯CaCO3,Al2O3和Na2CO3为原料,在1100~1250℃合成了Na4Ca3(AlO2)10,研究了浸出时间、浸出温度、液固比及溶液中碳酸钠和氢氧化钠浓度对Na4Ca3(AlO2)10浸出性能的影响. 结果表明,在1200℃烧结30 min,可以合成纯度高于90%的Na4Ca3(AlO2)10. 当碳酸钠浓度为80 g/L、氢氧化钠浓度18 g/L时,Na4Ca3(AlO2)10在40℃浸出10 min的氧化铝浸出率达到90%以上. 当碳酸钠浓度降为30 g/L时,Na4Ca3(AlO2)10在60℃浸出15 min的氧化铝浸出率大于85%. 浸出时添加氢氧化钠有利于氧化铝浸出率的提高,氢氧化钠浓度大于5 g/L时,氧化铝浸出率可提高10%以上. Na4Ca3(AlO2)10的浸出性能优于12CaO·Al2O3和CaO·Al2O3.