锅炉炉内水处理新型有机软水剂——G_1阻垢剂的推广应用

前言锅炉炉水中所含Ca~(2 ),Mg~(2 ),Fe~(2 ),HCO_3~-,CO_3~(2-),SiO_3~(2-),PO_4~(3-)等离子,在蒸浓过程中当某种离子浓度乘积达到溶度积时,则该盐类达到饱和状态,开始从炉水中析出,生成水垢或泥渣。易形成泥渣的物质主要有CaCO_3,Mg(OH)_2,Mg(OH)_2·MgCO_3,Mg_3(PO_4)_2,Ca_(10)(OH)_2·(PO_4)_6,2MgO·SiO_2,3MgO.2SiO_2·2H_2O,及Fa_2O_3,Fa_3O_4等,其中Mg(OH)_2,Mg_3(PO_4)_2易粘结在受热面上形成坚硬的派生水垢。形成的水垢按其化学成分可分为钙镁水垢,如CaSO_4,CaSiO_3,5Ca·5SiO_2·2H_2O,CaCO_3,Mg(OH)_2,Mg_3(PO_4)_3;硅酸盐水垢,如Na_2O·Fe_2O_3·4SiO_2,Na_2O.Al_2O_3·4SiO_2·2H_2O;铁垢,如Fa_2O_3,Fa_3O_4,NaFePO_4 Fe_3(PO_4)_2。     

熔盐法制备方镁石-镁橄榄石轻质隔热耐火材料

低品位菱镁矿作为制备镁质隔热耐火材料的原料是未来的主要研究方向之一。以高硅菱镁矿和三级滑石矿为原料，经预处理后得到轻烧镁粉和滑石粉，以NaCl熔盐为反应介质，通过熔盐法制备了方镁石-镁橄榄石(MgO-Mg₂SiO₄)轻质隔热耐火材料。研究了NaCl加入量、烧结温度、保温时间以及原料配比对试样制备的影响。结果表明：当NaCl的加入量为轻烧镁粉-滑石粉混合料质量的20%、烧结温度为1 200℃、保温时间为6 h、m(轻烧镁粉)∶m(滑石粉)=5∶5时，试样的综合性能最优，此时其体积密度为1.46 g·cm^-3,显气孔率为55.0%。此外，发现滑石自分解和镁橄榄石的合成均可在试样内部形成气孔。     

镁橄榄石前驱体溶胶结合电熔镁砂基耐火材料基质的烧结性能

为提高电熔镁砂基耐火材料的烧结性能,以Na_2SiO_3·9H_2O和MgCl_2·6H_2O制备的镁橄榄石前驱体溶胶作为结合剂,以粒度≤0. 074 mm的电熔镁砂细粉为主原料,研究镁橄榄石前驱体溶胶加入量(质量分数分别为0、1%、2%和3%)对电熔镁砂基耐火材料基质试样性能、显微结构及物相组成的影响。结果表明:随着镁橄榄石前驱体溶胶加入量的增加,1 450和1 550℃保温2 h烧后试样的体积密度、烧后线收缩率、常温耐压强度呈先增大后减小趋势,加入2%(w)的镁橄榄石前驱体溶胶时,1 550℃烧后试样的体积密度和耐压强度最大,镁橄榄石颗粒均匀分布在镁砂颗粒表面及颗粒间隙处,两相晶粒边界完整清晰,填充颗粒边界气孔,形成致密的显微结构。可见,加入镁橄榄石前驱体溶胶对电熔镁砂基耐火材料基质起到促烧结作用。     

磷酸氨镁法脱氮除磷最佳镁源的探究

磷酸氨镁法应用于污水处理的限制因素主要是投加镁源而增加的处理费用。为了找出经济、高效的镁源,文章研究了p H、搅拌时间、n(Mg)∶n(N)和n(P)∶n(N)对氯化镁等四种不同镁源脱氮除磷的影响,同时得出了不同镁源的最佳控制条件。结果表明:Mg Cl2·6H2O和Mg SO4的最佳搅拌时间都为30分钟,最佳p H分别为10.5和10;Mg O和(Mg CO3)4·Mg(OH)2·5H2O的最佳搅拌时间分别为60分钟和90分钟,最佳p H分别为7和8;Mg Cl2·6H2O、Mg SO4、Mg O和(Mg CO3)4·Mg(OH)2·5H2O在其最佳的控制条件下对氨氮和正磷酸盐的去除率分别为,82%和92%、74%和75%、74%和79%、80%和84%。只考虑氮磷的去除率,Mg Cl2·6H2O是最好的镁源,Mg Cl2·6H2O和Mg SO4所需的搅拌时间短但p H较高,Mg O和(Mg CO3)4·Mg(OH)2·5H2O需要的p H较低但搅拌时间较长,对于不同水质、水量的污水,还需要进一步实验研究确定最佳镁源。     

熔盐种类对熔盐法合成镁橄榄石的影响

以分析纯MgO和SiO₂为原料,分别以分析纯NaCl、Na₂CO₃、NaCl-Na₂CO₃和Na₂SO₄为熔盐介质,采用熔盐法在1 100℃保温3 h合成镁橄榄石,并对合成镁橄榄石进行了XRD、SEM、EDS、Jade分析。结果表明：以Na₂CO₃或NaCl-Na₂CO₃为熔盐介质合成的镁橄榄石纯度很低,因为Na₂CO₃与MgO和SiO₂反应生成了大量的Na₂MgSiO₄。以NaCl为熔盐介质合成的镁橄榄石纯度非常高。以Na₂SO₄为熔盐介质合成的镁橄榄石纯度较高,有少量MgSiO₃生成。分析认为,在NaCl熔盐中合成镁橄榄石的机制为“模板生长”,在Na₂     

CO_2海水脱钙后主要体系中镁盐的结晶

使用烟道气中的二氧化碳进行海水脱钙后的体系中存在大量的镁离子和碳酸氢根离子。如果未加合理利用,不仅会造成资源的浪费,同时体系中存在的大量镁离子在后续生产过程中仍然会引起结垢的问题。本文提出通过使用氢氧化钠作为沉淀剂将该体系中的碳酸氢根转化为碳酸根,并与镁离子结合生成沉淀的新思路,继而减少了溶液中的碳酸氢根及镁离子,同时实现了镁资源和碳资源的进一步矿化利用。通过考察10℃、40℃和60℃条件下碱源中的OH~–与Mg~(2+)的摩尔比对镁提取率的影响,以及提镁后的固相的表征分析,得到了不同n(OH~–)/n(Mg~(2+))比值与固相沉积物的种类与形貌的对应关系。得出以下结论:随着NaOH加入量的增多,镁提取率增加;NaOH足够过量时,镁提取率会达到98%以上。在10℃下,镁系物能够以MgCO_3·3H_2O、Mg_5(CO_3)_4(OH)_2·5H_2O和Mg(OH)_2纯物质或混合物形式存在。60℃时MgCO_3·3H_2O消失,固相以Mg_5(CO_3)_4(OH)_2·4H_2O和Mg(OH)_2的纯物质或混合物形式存在。本研究为海水提镁、海水资源化利用及CO_2矿化技术提供了一个全新的思路和发展方向,为今后更深入地研究镁资源的提取工作提供了参考。     

两种镁源反应烧结合成镁铝尖晶石

分别以轻烧菱镁矿粉和分析纯MgO粉为镁源,以工业α-Al2O3粉为铝源,按n(MgO):n(Al2O3)=1:1的比例配料,经球磨混合、机压成型后,分别在1 550、1 600和1 650℃保温3 h合成了两种不同镁源的镁铝尖晶石试样,对比检测了两种试样的致密度、强度、物相组成和显微结构的差异。结果表明:1)利用两种不同镁源合成试样的致密度和强度均随合成温度的升高而增大,在合成温度相同时,以轻烧菱镁矿为镁源的试样的致密度和强度较高。2)以轻烧菱镁矿为镁源、1 650℃合成的试样的主晶相为尖晶石,还有少量CA2和CaSiO3,其尖晶石晶体发育较好,八面体形态可辨;以分析纯MgO为镁源、1 650℃合成的试样中只有单相镁铝尖晶石,但尖晶石晶体发育较差,只有少数形成较完整的八面体形态。3)轻烧菱镁矿中SiO2、CaO杂质的存在有利于试样中形成CaO-Al2O3-MgO-SiO2系低熔点相,促进镁铝尖晶石晶体的发育及试样的烧结。     

硼酸镁晶须的高温-熔盐-干法合成实验研究

以Mg(OH)2和H3BO3为原料,利用高温-熔盐-干法合成了高品质的Mg2B2O5晶须,并对Mg2B2O5晶须的生长机理进行了探讨。将Mg(OH)2、H3BO3、NaCl和KCl粉末放入高速粉碎机中研磨20 min混匀,然后将混合物在850℃下焙烧4 h。XRD和EDX表征结果表明,最终产品为纯净的单斜相Mg2B2O5。SEM和TEM表征结果表明,合成的Mg2B2O5晶须形貌尺寸均一,长度为30～55μm,直径为0.17～0.25μm,平均长径比为190。     

铝源种类对熔盐法合成镁铝尖晶石的影响

分别以分析纯Al2 O3和AlCl3为铝源,以分析纯MgO为镁源,在NaCl和KCl混合熔盐介质中,分别在1000、1100、1200和1250℃保温3 h合成了镁铝尖晶石粉体,研究了试样的物相组成、微观形貌和化学组成.结果表明:1)温度的升高有利于MgAl2 O4的形成和结晶.2)以Al2 O3为铝源合成的镁铝尖晶石在Al2 O3原料表面成核生长,晶体结构随着温度的升高趋于完善;以AlCl3为铝源合成的镁铝尖晶石颗粒粒径约为3μm且呈正八面体结构.     

苦卤合成碱式硫酸镁晶须及后序分离工艺

用苦卤与工业液碱NaOH水热反应合成碱式硫酸镁(MOS)晶须,考察了原料配比、反应温度、液碱浓度及反应时间对液相组成和产品形貌的影响,用XRD和SEM等手段对产品进行表征,并对反应后母液进行钾盐和钠盐分离。结果表明,适宜的MOS合成条件为Mg~(2+)与OH~-摩尔比1:1.5及NaOH浓度4 mol/L、反应温度200℃、反应时间7 h。合成晶须后的母液按Mg~(2+)与OH~-理论摩尔比1:2反应,使母液中Mg~(2+)完全转化为Mg(OH)_2晶体。除镁后母液根据0和25℃时Na~+, K~+//C~l-, SO_4~(2-)-H_2O四元体系相图、25和100℃时NaCl-KCl-H_2O三元体系相图,通过蒸发浓缩结晶和低温结晶分离出NaCl, Na_2SO_4?10H_2O和KCl。     

镁橄榄石熔盐电脱氧制备锂离子电池负极材料

本文采用熔盐电脱氧的方法,在NaCl-CaCl_2熔盐中,以镁橄榄石为原料,制备适于锂离子电池负极材料的镁硅合金。以压制的镁橄榄石片为阴极,石墨为阳极,研究不同烧结温度、电解温度和电解时间对镁硅合金的影响,得到了较佳的电解参数:在20 MPa下压制,900℃烧结6 h制得的阴极片,在600℃下恒电位3.10 V电解72 h,可以得到含有Mg2Si相的镁硅合金。     

碳热还原镁橄榄石合成MgO-SiC复合粉体的热力学研究

本文对碳热还原镁橄榄石合成MgO-SiC复合粉体进行了热力学研究,结合实验,分析了反应的中间过程,对合成粉体具有重要的指导意义.热力学分析表明:当T=1923 K时,所形成的产物,从容易到困难排序依次为:MgO+SiC,MgO+Si,MgO+SiO,Mg+SiC,Mg+Si,Mg+SiO,Mg+SiO2;增大惰性气体流速,降低CO的分压,可以降低镁橄榄石解构温度.在不同氩气流量下的实验证明,增大氩气流量,促进了镁橄榄石的碳热还原反应,有益于MgO-SiC复合粉体的合成.以镁橄榄石与炭黑物质的量比为1∶5配料,混合均匀后,在氩气保护下,在气体流量分别为100 mL/min,300 mL/min,500 mL/min时,1650℃保温3h合成粉体.用X射线衍射仪(XRD)测试合成的物相,用扫描电子显微镜(SEM)观察各物相形貌.实验结果表明,合成的产物MgO为八面体,SiC为条形.过程分析表明,碳还原镁橄榄石生成MgO和SiO,是合成复合粉体的重要中间过程.     

Ca(OH)_2-菱镁矿混合粉体轻烧热分解进程及其对合成镁钙砂烧结性能的影响

为了在不降低镁钙高温性能的同时改善合成镁钙砂的烧结性能,以辽宁大石桥菱镁矿细粉(≤0.075 mm)、化学纯Ca O为原料,经湿磨消化、轻烧(分别于650和900℃保温40 min)、成型、不同温度煅烧(1 400、1 500、1 600和1 650℃保温3 h),研究了Ca(OH)_2-菱镁矿混合粉体的轻烧热分解进程及其对合成镁钙砂烧结性能的影响。结果表明,Ca(OH)_2的"分解-碳酸化-再分解"反应对混合粉体的热分解进程、轻烧粉体的结构及烧结性能有重要影响;Ca(OH)_2的引入可明显降低菱镁矿分解温度,防止轻烧粉体中"母盐假象"的形成,提高轻烧粉的均匀性,明显改善镁钙砂的烧结性能,促进合成镁钙砂的烧结致密化;Ca O含量(w)为20%的试样,经消化、900℃保温40 min轻烧、1 650℃保温3 h烧后,体积密度达3.34 g·cm~(- 3),显气孔率为2.2%。     

热塑性树脂用氢氧化镁基阻燃剂

表层含有Mg—Sb化含物的Mg(OH)_2的颗粒是耐CO_2气优良的阻燃剂。例如,把1公斤Mg(OH)_2颗粒的水悬浮物与400克SbCl_3搅拌1小时,得到含20％MgSb_2O_6和Mg_4Sb_2O_9的Mg(OH)_2的颗粒。用150:100这种颗粒和乙烯—醋酸乙烯共聚物的混合物模塑成片,其阻燃级别为UL94 V—O级。     

熔盐中镁热还原合成二硼化钛纳米粉体

以二氧化钛、硼粉、三氧化二硼、钛粉为原料,金属镁粉为还原剂,在NaCl—KCl熔盐中利用镁热还原法合成了TiB2纳米粉体。研究了TiO2—Mg—B和B2O3—Mg—Ti体系在熔盐中合成TiB2粉体的反应过程及机理,分析了两体系中合成TiB2的起始温度、最佳温度、形貌和尺寸的差异,对粉体的物相组成及显微结构进行了表征。结果表明:2个体系合成TiB2的起始温度均为800℃,TiB2的结晶性及纯度随温度升高而提高,最佳合成温度均为1 000℃。经1 000℃保温4h后,TiO2—Mg—B体系合成的TiB2粉体形貌不规则,颗粒尺寸约为30~100nm;而在相同条件下,采用B2O3—Mg—Ti体系合成的立方形态的TiB2粉体颗粒尺寸约为40~200nm。B2O3在NaCl—KCl熔盐中的溶解度较TiO2高,更易被金属Mg还原,因此,B2O3—Mg—Ti体系合成的TiB2结晶性优于TiO2—Mg—B体系。     

利用镁铝双金属氧化物去除S~(2-)的研究

通过共沉淀法合成镁铝层状双金属氢氧化物(Mg Al-LDHs),在500℃焙烧下得到产物镁铝双金属氧化物(Mg Al-LDO)。利用络合滴定的方法测定合成的镁铝双金属氧化物(Mg Al-LDO)中镁和铝的含量,对合成的Mg AlLDO进行元素分析,进而对结构进行了分析,得到镁铝双金属氧化物的结构式为Mg2Al O3(OH)。在溶液的p H=9条件下,利用所制得的Mg Al-LDO去除S2-,同时考察了溶液的初始浓度、去除时间以及温度对去除率的影响。结果表明,Mg Al-LDO具有较好的去除S2-能力,当去除时间为8 h,溶液初始浓度为15 g/L,常温(19.8℃)下,对S2-的最大去除率为81.93%。     

利用镁铝双金属氧化物去除S~(2-)的研究

通过共沉淀法合成镁铝层状双金属氢氧化物(Mg Al-LDHs),在500℃焙烧下得到产物镁铝双金属氧化物(Mg Al-LDO)。利用络合滴定的方法测定合成的镁铝双金属氧化物(Mg Al-LDO)中镁和铝的含量,对合成的Mg AlLDO进行元素分析,进而对结构进行了分析,得到镁铝双金属氧化物的结构式为Mg2Al O3(OH)。在溶液的p H=9条件下,利用所制得的Mg Al-LDO去除S2-,同时考察了溶液的初始浓度、去除时间以及温度对去除率的影响。结果表明,Mg Al-LDO具有较好的去除S2-能力,当去除时间为8 h,溶液初始浓度为15 g/L,常温(19.8℃)下,对S2-的最大去除率为81.93%。     

玻璃窑用轻质镁橄榄石砖的研制

为了开发玻璃窑用碱性耐火隔热产品,以镁橄榄石砂和镁砂为主原料制备了轻质镁橄榄石砖,并研究了结合剂种类(分别为MgCl2.6H2O、亚硫酸盐纸浆和QH)及其加入量(质量分数分别为5%、7.5%和10%)、添加剂加入量(质量分数分别为2%、3%、4%和5%)、造孔剂菱镁矿加入量(质量分数分别为10%、15%、20%、28%和36%)以及烧成温度(分别为1 300、1 350、1 400、1 450和1 500℃)对轻质镁橄榄石砖的影响。结果表明:以镁橄榄石砂为主要原料,添加36%(w)的造孔剂和4%(w)的添加剂,同时外加7.5%(w)的QH作结合剂,干燥后于1 400℃保温2 h煅烧,可以生产出体积密度为1.84 g.cm-3,显气孔率为43%,耐压强度为10 MPa,热导率(800℃)为0.63 W.m-1.K-1的玻璃窑用轻质镁橄榄石砖。     

机械活化含不同镁源的混合物合成堇青石

分别以轻烧氧化镁、氢氧化镁、碱式碳酸镁为镁源,以三水铝石和无定形二氧化硅为铝源和硅源,按堇青石的理论组成配制成3种不同的混合料,经0、1、3、10、20、40 h机械活化后,在1 200、1 250、1 300、1 350℃空气气氛中煅烧3 h合成堇青石,用XRD分析机械活化前后物料的物相组成和结晶度以及合成产物的相组成。研究结果表明:1)以轻烧氧化镁为镁源的物料经40 h机械活化后仍未完全无定形化,而以氢氧化镁或碱式碳酸镁为镁源的物料经20或10 h机械活化后就完全无定形化;2)机械活化对3种物料的堇青石初始生成温度影响不大,在1 350℃煅烧3 h后,未机械活化的3种物料均未完全生成堇青石,而机械活化一定时间后的3种物料均形成了纯相堇青石,表明机械活化降低了堇青石的完全生成温度。     

优质镁橄榄石砖的研制

以橄榄岩为主要原料生产镁橄榄石制品的工艺核心问题是经过高温化学反应完成由铁橄榄石转变为镁橄榄石的相变过程,2(Mg·Fe)O·SiO2 MgO→|[O]2MgO·SiO2 MgO·Fe2O3,以实现方镁石固溶体与镁橄榄石的结合,呈现合理的显微结构,使制品具有良好的综合性能。