高温水溶液中铁、锌、镁多元硫酸盐体系的结晶行为

通过研究FeSO_4-ZnSO_4-MgSO_4-H_2SO_4体系中锌、铁、镁的结晶行为,考察不同硫酸盐浓度下温度对硫酸亚铁、硫酸锌和硫酸镁结晶的影响。结果表明:随着温度的升高,硫酸亚铁、硫酸锌和硫酸镁的溶解度降低;改变初始溶液中亚铁离子的浓度,硫酸亚铁的急剧降低区间(160～180℃)保持不变;硫酸锌和硫酸亚铁的存在提高了硫酸镁的结晶率;硫酸镁和硫酸亚铁的存在提高硫酸锌的结晶率;低于160℃时,硫酸锌和硫酸镁的存在提高了硫酸亚铁结晶率,高于170℃时,硫酸锌和硫酸镁的存在降低硫酸亚铁结晶率。     

氧化亚铁硫杆菌淋滤重金属污染底泥的动力学

针对氧化亚铁硫杆菌生物(T.f)淋滤法处理重金属污染底泥进行实验研究。采用分批摇床培养方法,分析生物淋滤过程中Fe~(2+)浓度对底泥酸化、微生物生长、Fe~(2+)氧化以及底泥中重金属溶出率的影响;借助Monod方程得到不同Fe~(2+)浓度下氧化亚铁硫杆菌的最大比生长速率及饱和常数;通过经验方程推导出不同Fe~(2+)浓度下重金属离子Cu~(2+)和Zn~(2+)的溶出速率常数。结果表明,当Fe~(2+)浓度由2.0 g/L增加到10.0 g/L时,氧化亚铁硫杆菌的最大比生长速率由0.126 h~(-1)上升到0.159 h~(-1),饱和常数由0.881 g/L下降到0.327 g/L,重金属的溶出速率常数与Fe~(2+)浓度呈正相关;当Fe~(2+)浓度超过10.0 g/L时,氧化亚铁硫杆菌的最大比生长速率降低,而饱和常数增大。随着Fe~(2+)浓度的增加Fe~(2+)氧化速率增大。综合各个动力学参数可知,Fe~(2+)浓度为10.0 g/L是生物淋滤体系的最佳底物浓度。     

氨络合物体系中杂质Zn~(2+)对电沉积镍的影响

通过霍尔槽试验研究氨络合物体系中杂质Zn~(2+)对镍电沉积的影响,采用电化学工作站测试不同Zn~(2+)浓度时的循环伏安曲线、稳态极化曲线及电流时间暂态曲线.结果表明:杂质Zn~(2+)的含量为0.1 g/L时,在小于2.78 A/dm的电流密度范围内可正常沉积出金属镍;杂质Zn~(2+)含量大于0.5 g/L时,在较大的电流密度范围内均无法正常沉积出金属镍;过电位小于640 mV时,Zn~(2+)的存在不影响阴极反应的传递系数,且不改变阴极反应机理;当过电位大于640 mV,且杂质Zn~(2+)的浓度大于0.5 g/L时,阴极反应的传递系数减小,阴极反应机理发生改变;杂质Zn~(2+)浓度大于0.5 g/L时,严重影响镍电结晶过程的成核速率,这是其抑制金属镍电沉积的主要原因.因此,采用镍氨络合物体系电积金属镍,应控制杂质Zn~(2+)的含量小于0.1 g/L.     

冶炼烟气洗涤污酸废水气液硫化除锌

采用气液硫化法对模拟含锌污酸废水进行处理,考察pH值、H2S气体分压、反应温度、反应时间、Zn~(2+)初始浓度等条件对Zn~(2+)去除效果的影响。在单因素实验的基础上进行五因素五水平的正交实验,并对采用该工艺处理冶炼烟气洗涤污酸废水效果进行验证。研究Zn~(2+)硫化分离的热力学,及其气液反应动力学过程,并对锌沉渣进行分析与表征。结果表明:在最佳工艺条件为模拟溶液初始pH值3、反应时间80 min、温度35℃、H2S气体的体积分数为30%、Zn~(2+)初始浓度100 mg/L时,Zn~(2+)脱除率为99.54%,沉渣主要物相为ZnS,锌的质量分数达63.84%;实际污酸废水锌浓度为569和216.7 mg/L时,去除率分别达到99.79%和99.49%。     

含Al、Ca复合除氟剂在含氟硫酸锌溶液中的除氟性能

采用共沉淀法制备新型的含Al、Ca复合除氟剂。结果表明:在含100 g/L Zn~(2+)、160 g/L H2SO4和450 mg/L F-的硫酸锌电解液中复合除氟剂除氟的最优条件为:p H=3,t=90 min,w=4 g/L,θ=25℃。此时,F-浓度可降低至20 mg/L以下,除氟率可达96%,除氟剂吸附容量达108 mg/g。结果表明:仅当Cl-浓度大于800 mg/L时,复合除氟剂的除氟率降至93%。SO4~(2-)和Zn~(2+)的浓度对复合除氟剂的除氟效果没有影响,除氟率一直保持在96%左右,除氟过程锌损失率小于5%。吸附平衡曲线结果表明:该型复合除氟剂的吸附过程符合Langmuir单层吸附模型,最大理论吸附容量143.3 mg/g。     

硫脲浸出银时其他矿物之行为

研究硫脲浸出硫化矿时共存矿物FeS_2、Sb_2S_3、CuFeS_2、FeAsS的浸出行为.并考查硫脲浓度、Fe~(3+)浓度、硫酸浓度及温度对银和杂质浸出的影响.银的最宜浸出条件是25℃、〔THIO〕=0.1mol/L、〔H_2SO_4〕=0.06mol/L、〔Fe~(3+)〕=0.04mol/L时经2h浸出,浸出率90%以上.当〔THIO〕≤0.3mol/L时,银的浸出反应是〔THIO〕的0.24级反应,〔Fe~(3+)〕≥0.12mol/L时,银的浸出反应是〔Fe~(3+)〕的0.27级反应.酸性硫脲溶液浸出银选择性良好,杂质铁、锑、砷、铜等因氧化反应而少量浸出,共存矿物氧化反应难易的顺序为:CuFeS_2>Sb_2S_3>FeAsS>FeS_2.黄铜矿因表面风化部分铜呈可溶状态存在,加上易被Fe~(3+)氧化,因此铜的浸出率较高.     

恒定的pH值和Fe~(2+)浓度下X65碳钢的CO_2腐蚀行为

在初始pH值为5.80和初始Fe~(2+)浓度为20 mg/L的条件下,采用离子交换树脂调节腐蚀过程中的pH值和Fe~(2+)浓度,使p H值和Fe~(2+)浓度在整个腐蚀过程中保持恒定。采用开路电位测试、线性极化技术、扫描电镜等手段研究了X65钢的CO_2腐蚀行为,并与非恒定条件(腐蚀过程中不调节pH值和Fe~(2+)浓度)下X65钢的CO_2腐蚀行为进行了对比。结果表明,在非恒定的pH值和Fe~(2+)浓度下,X65钢的腐蚀速率在120 h后迅速下降,220 h后腐蚀速率约为0.5 mm/a,样品表面的FeCO3膜完整且致密。在恒定的pH值和Fe~(2+)浓度下,X65钢的腐蚀速率在160 h后才开始缓慢下降,220 h后腐蚀速率仍高达4.5 mm/a,样品表面FeCO3膜的裂纹较多,且与基体之间存在明显间隙。因此,在密闭容器中维持相对恒定的pH值和Fe~(2+)浓度对获得与油气田现场一致的CO_2腐蚀行为规律十分重要。     

湿法炼锌过程中赤铁矿生成及硫的吸附转化

赤铁矿法除铁工艺因渣含铁高,渣量小,无二次污染等特点备受国内外关注。硫含量是影响赤铁矿品质并实现其资源化利用的重要因素之一。本工作研究温度、时间、Na_2SO_4浓度、晶种用量、始酸浓度等因素对赤铁矿沉铁过程除铁率、亚稳态铁物相转变及硫吸附转化行为的影响规律。结果表明:升高温度、延长反应时间、添加晶种、降低始酸浓度、控制Na_2SO_4浓度可有效提高除铁率且有利于铁矾向赤铁矿转化,从而显著降低渣中硫含量,提升赤铁矿渣品质。在反应温度为180℃、反应时间3 h、氧分压0.4 MPa、晶种15 g/L、硫酸钠浓度为0.15mol/L的条件下,除铁率达到96%左右,渣含铁为65.8%,硫、钠的含量为1.42%、0.067%,获得了高品质的赤铁矿渣。     

铝钙粉浸出渣制备沸石及其对锌冶炼废水的吸附性能

以聚合氯化铝(PAC)生产过程中铝钙粉浸出渣为原料,通过酸浸-焙烧-水热晶化工艺制备沸石,并研究其对锌冶炼废水中重金属的去除效果。结果表明:铝钙粉浸出渣通过酸浸-焙烧-水热晶化过程,当原料n(SiO_2)/n(Al_2O_3)=2时,产物物相为结构完整的A型沸石;当原料n(SiO_2)/n(Al_2O_3)=6时,产物物相为结构完整的P型沸石。拟二级动力学方程计算得到A型沸石对Zn~(2+)、Cd~(2+)的平衡吸附量分别为97.09、12.39 mg/g,P型沸石对Zn~(2+)、Cd~(2+)的平衡吸附量分别为57.84、10.82mg/g。Freundlich吸附等温线拟合结果表明,A型沸石和P型沸石吸附Zn~(2+)、Cd~(2+)机理均为非均相表面的复杂吸附。当废水pH为8、吸附温度为25℃、吸附时间为150 min时,采用A型沸石处理锌冶炼废水,产渣量为1.1 g/L,废水中Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、总砷(AsT)浓度分别由1.68、13.12、147.00、15.14、4.06 mg/L降至0.06、0.05、0.52、0.03、0.01 mg/L,达到《铅、锌污染物排放标准》(GB25466—2010)。     

Fe3+对双曼尼希碱(DM)缓蚀性能及吸附行为的影响

目的针对曼尼希碱类缓蚀剂使用工况恶劣、影响因素复杂的情况,以单曼尼希碱为中间体,合成双曼尼希碱缓蚀剂(DM)。方法采用失重法、电化学方法研究Fe~(3+)对DM缓蚀性能的影响,计算DM在N80钢片表面的吸附热力学与动力学,并探讨Fe~(3+)对DM吸附行为的影响。结果在60℃、腐蚀介质总体积250 mL、缓蚀剂(DM)质量分数1%、盐酸质量分数20%、浸泡时间4 h的条件下,当Fe~(3+)质量浓度小于900 mg/L时,其腐蚀速率小于4 g/(m~2·h),满足SY/T 5405—1996对盐酸酸化缓蚀剂一级品的评价指标;当Fe~(3+)质量浓度大于900 mg/L时,其腐蚀速率仍然小于5 g/(m~2·h),满足盐酸酸化缓蚀剂二级品的评价指标。在1%DM的缓蚀溶液中,ΔG_(ads)=-44.86 k J/mol,当溶液中存在Fe~(3+)时,ΔG_(ads)=-42.56 k J/mol,与未加Fe~(3+)的相比,ΔG_(ads)更趋向于-40 kJ/mol。N80钢在20%盐酸溶液中的Ea值为7.10 kJ/mol,加入1%DM和1%DM+600 mg/L Fe~(3+)时的Ea值分别为25.45、23.90 kJ/mol。加入1%DM时,ΔE_(corr)=50 mV;加入1%DM+600mg/L Fe~(3+)时,ΔE_(corr)=30 mV。结论 N80钢在60℃、20%HCl条件下,DM缓蚀效率高达99.8%,是一种混合型缓蚀剂。在N80钢表面的吸附为混合型吸附,且吸附过程是一个自发、放热的过程,吸附规律服从Langrauir吸附等温式。加入Fe~(3+)后,对DM缓蚀性能起抑制作用,Fe~(3+)并没有改变DM的缓蚀剂类型,且Fe~(3+)通过破坏DM在N80钢表面的化学吸附来降低其缓蚀效率。     

锰离子浓度对氧化亚铁硫杆菌生长动力学的影响

考察不同初始ρ(Mn~(2+))条件下,氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)培养体系中Fe~(2+)浓度的变化曲线和A.ferrooxidans菌的生长活性。结果表明:A.ferrooxidans菌对Mn~(2+)具有一定的耐受能力;当培养基中ρ(Mn~(2+))≤1 g/L时,Mn~(2+)对A.ferrooxidans菌生长活性影响很小;ρ(Mn~(2+))为5~15 g/L时,A.ferrooxidans菌生长开始受到抑制;ρ(Mn~(2+))=20 g/L时,A.ferrooxidans菌生长完全受到抑制。为了进一步描述Mn~(2+)对其生长活性的影响,利用[Fe~(2+)]/[Fe~(3+)]的比值及A.ferrooxidans菌对Fe~(2+)的得率系数对不同Mn~(2+)浓度下细菌的比生长速率进行拟合,较好地描述Mn~(2+)浓度对氧化亚铁硫杆菌生长的影响。     

Cu~(2+)胁迫对Acidithiobacillus ferrooxidans亚铁氧化代谢及胞外电子传递影响

为了查明Cu~(2+)胁迫影响Acidithiobacillus ferrooxidans(At.ferrooxidans)亚铁氧化代谢机制,本研究设计了由低到高Cu~(2+)浓度(0～25 g/L)胁迫环境,利用邻菲啰啉分光光度法、实时荧光定量PCR和循环伏安法等分析手段分别探究了不同Cu~(2+)浓度胁迫下At.ferrooxidans亚铁氧化率、亚铁氧化电子传递链rus operon相关基因表达及胞外电子传递的响应情况。结果表明:Cu~(2+)胁迫浓度由0 g/L增加至25 g/L时,At.ferrooxidans菌亚铁氧化活性显著降低(25 g/L Cu~(2+),对应下24 h亚铁氧化抑制率约为50%),rus operon相关基因表达显著下调(尤其是细胞内膜蛋白编码基因Cyc1和细胞色素c氧化酶编码基因CoxBACD分别下调12.4倍和4～6倍),Fe~(2+)氧化胞外传递电子能力也降低(循环伏安曲线还原峰值29.0μA(对照组,0 g/L Cu~(2+))和26.5μA(25 g/L Cu~(2+)))。综上所述,高浓度Cu~(2+)胁迫引起At.ferrooxidans菌亚铁氧化代谢Rus operon相关基因表达显著下调,造成胞外电子传递速率降低,最终导致At.ferrooxidans菌亚铁氧化率降低。     

Fe~(2+)浓度对2A12铝合金微弧氧化膜性能的影响

为分析掺杂元素对微弧氧化膜热控性能的影响,获得更高太阳吸收比和发射率的热控膜层,采用磷酸盐体系、Fe~(2+)盐添加剂制备了微弧氧化(Micro anodic oxidation,MAO)膜,并研究了不同浓度Fe~(2+)盐添加剂对MAO膜层热控性能的影响;采用扫描电镜观察了MAO膜微观结构,结合EDS、XRD,分析了Fe~(2+)浓度对MAO膜层微观形貌、膜层成分、相组成、耐盐雾腐蚀性的影响规律。结果表明:Fe~(2+)进入了膜层,Fe元素含量随着添加剂中Fe~(2+)浓度升高而增加,太阳吸收比和发射率均先升后降,且在Fe~(2+)浓度为20 g/L时出现峰值0.89和0.83;掺杂Fe~(2+)进入膜层生成Fe3O4,显著提高了MAO膜的热控性能和耐盐雾性能;Fe~(2+)浓度在20 g/L时微弧氧化膜具有优异的热控性能(其太阳吸收比达αS0.89、发射率达εH0.83)和耐盐雾腐蚀性能。     

Na_2S选择性浸出铜转炉烟灰中的砷及Fe_2(SO_4)_3稳定化砷（英文）

研究砷(As_2O_3)的Na_2S碱性浸出,以及用Fe_2(SO_4)_3沉淀砷。采用基于中心组合设计的响应面法对相关因素的影响进行定量和定性分析,提出用于参数优化的统计模型。结果表明,在Na_2S浓度100 g/L,固液比0.163 g/mL和温度80℃的最优预测条件下,89%的砷可从烟灰中去除。研究发现,固液比和Na_2S浓度是影响浸出过程的显著因素。在沉淀过程中,当pH为4.8、Fe~(3+)与砷的摩尔比和H_2O_2与砷的摩尔比分别为5:1和4:1时,浸出液中99.93%以上的砷以无定形砷酸铁的形式被除去。Fe~(3+)与砷的摩尔比和pH值为最显著因素,而且他们之间的相互作用也是显著的。     

模拟混凝土孔隙液中钢筋表面膜组成与腐蚀行为的关联

采用XPS分析钢筋经模拟混凝土孔隙液浸泡后表面膜的化学组成,结合线性极化法和动电位扫描阳极极化曲线测试,研究钢筋在模拟混凝土孔隙液中表面膜化学组成与腐蚀电化学行为的关联.结果表明:钢筋在纯模拟液中处于钝化状态.在含Cl和不同pH值的模拟混凝土孔隙液中,随着Cl~-浓度的增加和pH值的降低,钢筋的腐蚀电位负移,电流密度增大;钢筋表面钝化膜Fe~(2+)的含量增加,Fe~(3+)的含量减少.当模拟液中外加Cl~-浓度达0.6mol/L或pH值降至11.31时,钢筋表面不发生钝化,但加入0.24mol/L NaNO_2缓蚀剂后又可使钢筋钝化从而抑制腐蚀.     

铝钙粉浸出渣的活化及其在锌冶炼废水处理中的应用

以PAC生产过程中铝钙粉浸出渣为原料,采用盐酸和氢氧化钠进行活化,并对其在锌冶炼废水中吸附重金属的性能进行研究。考察铝钙粉浸出渣及其活化产物结构、比表面积、孔结构的变化,分析了pH值、吸附时间和重金属浓度对其吸附性能的影响,并以氢氧化钠活化产物为吸附剂进行了工业实验。结果表明:铝钙粉浸出渣经盐酸和氢氧化钠活化后,其结构均由岛状变为层状。铝钙粉浸出渣、盐酸活化产物和氢氧化钠活化产物的比表面积分别为21.8、63.1、28.1 m~2/g,BJH孔径分别为36.06、43.54和236.35 nm,孔容分别为0.03、0.09和0.14cm~3/g。pH=8,吸附温度为25℃,吸附时间为150min时,由Langmuir方程得到铝钙粉浸出渣对Cd~(2+)、Zn~(2+)和As(V)的饱和吸附量分别为2.81、497.57和2.45mg/g,盐酸活化产物对Cd~(2+)、Zn~(2+)和As(V)的饱和吸附量分别为3.44、516.32和2.04 mg/g,氢氧化钠活化产物对Cd~(2+)、Zn~(2+)和As(V)的饱和吸附量分别为7.64、526.32和4.72 mg/g。工业实验结果表明:吸附过程具有化学吸附特征,废水中Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)和As(V)的浓度由1.68、13.12、147.00、15.14和1.56 mg/L降至0.01、0.05、0.52、0.03和0.02 mg/L,达到《铅、锌污染物排放标准》(GB25466—2010)。     

Zn~(2+)掺杂对共沉淀法制备Ce:Gd_3Ga_3Al_2O_(12)陶瓷粉体闪烁性能的影响（英文）

利用化学共沉淀法制备Zn~(2+)共掺的Ce:GAGG陶瓷粉体。研究了Zn~(2+)共掺的Ce:GAGG陶瓷前驱粉体的TG/DTA和FTIR曲线;分析了不同煅烧温度对Ce:GAGG陶瓷粉体相、形貌和颗粒度分布的影响;研究了Zn~(2+)含量对Ce:GAGG陶瓷粉体光致发光,辐射发光,激发光谱和荧光寿命的影响。研究表明:前驱粉体在883℃的相组成为GdAlO_3相和GAGG相;前驱粉体在煅烧温度为900℃时,完全转化为GAGG相;当煅烧温度为1200℃时,GAGG颗粒尺寸控制在20～60nm,分布均匀;随着Zn~(2+)含量的变化,光致发光和辐射发光强度也相应变化,特别的,当Zn~(2+)含量为0.4 mol%时,光致发光和辐射发光强度达到最大值;随着Zn~(2+)掺杂含量的上升,荧光寿命出现下降的趋势。因此,Zn~(2+)含量对Ce:GAGG陶瓷粉体的辐射发光具有明显的影响,对降低荧光寿命具有积极的作用,对于提高GAGG闪烁材料的快速响应具有重要意义。     

锌,钴离子浓度对磷化膜的形成及性能的影响

锌离子是锌系磷化液中必须的成份,含量太低(低于5g/L),磷化膜形成困难,但含量太高时,可形成粗大的结晶、更大的厚度,对涂装又是不利的。为改善磷化膜性能,在锌系磷化液中通常还要加入Ni~(2+)、Mn~(2+)、Co~(2+)等。本文就Zn~(2+)、Co~(2+)含量对磷化膜的形成及其性能(厚度、结晶尺寸及状态和防护性)作一讨论。 1 试验方法 (1)Zn~(2+)、Co~(2+)对磷化过程的影响是采用测钢试片(作阴极,阳极为不锈钢片)电位变化进行考察的。     

离子膜电解法分离氯化浸出液中宏量铜镍

硫化镍矿中常伴有铜,在浸出时镍和铜往往同步进入浸出液,但由于铜镍化学性质相近而难以分离。针对这一难题,采用阴离子膜电解,通过控制槽电压,分离溶液中的铜镍,考察极距、电解液温度、槽电压、铜镍浓度等因素对铜镍分离效果的影响。结果表明:当溶液中Cu~(2+)25 g/L、Ni~(2+)37.5 g/L时,在极距4 cm、电解液温度40℃、槽电压0.53 V、电解10 h的条件下,阴极液中残余总铜浓度可降到0.24 g/L,ΡNi/Cu比为155.7,铜镍分离效果良好。     

活性硅酸钙吸附铝酸钠粗液中铁化合物的试验研究

本文以高铝粉煤灰提铝过程中产生的副产物活性硅酸钙为吸附剂,研究了活性硅酸钙添加量、吸附温度及吸附时间对活性硅酸钙吸附铝酸钠粗液中铁化合物效果的影响。试验结果表明:活性硅酸钙加入量为10g/L、吸附温度70℃、吸附时间60min的条件下,铝酸钠粗液中Fe2O3质量浓度由8.6mg/L降低至2.53mg/L,除铁率达70.59%。吸附过程对铝酸钠粗液成分及活性硅酸钙固相组成影响很小;吸附过程更符合Freundlich方程,其吸附机制为化学吸附。