酸法还原浸出电解锰渣中锰和铁的工艺条件和动力学分析

研究酸法还原浸出电解锰渣中锰、铁的影响因素和动力学机制,并初步分析了反应机理.结果表明:增加反应温度、浸出时间均有助于锰、铁浸出率的提高.在85℃、4mL/g液固比、1.67mol/LH2SO4、0.2mol/LH2C2O4、120min浸出时间的条件下,锰、铁浸出率分别为99.9％和79.3％.反应机理为电解锰渣中难溶物Mn2O3、CaMn2O4、Fe(OH)3在酸性溶液中与H2C2O4发生还原反应形成易溶组分.锰、铁的浸出过程符合内扩散控制模型,表观活化能分别为21.6kJ/mol和17.9kJ/mol.     

拜耳法赤泥固化CO2反应特征的研究

以拜耳法赤泥为CO2固化剂,研究了不同压力下赤泥对CO2的固化封存能力,以及固化CO2过程中矿物物相的化学转化行为.探讨了温度、液固比、粒径、时间等因素对赤泥固化CO2效率的影响以及赤泥固化CO2过程Na、K的浸出特性变化.结果表明,CO2压力为0.6 MPa、1 MPa、1.6 MPa时,赤泥固化CO2的饱和增重率分别达到2.36％、2.70％、3.07％.随反应时间的变化,赤泥浆液的pH值不断下降,最后稳定在6.40左右.液固比减小,赤泥粒径减小,在2060℃之间温度升高,有助于赤泥固化CO2效率的提高.赤泥固化CO2后Na、K的浸出量增加.XRD和红外光谱分析显示赤泥固化CO2后主要形成的矿物相是钙霞石(cancrinite)和方解石(CaCO3).不同压力下赤泥对CO2的固化反应符合准一级动力学方程.     

拜耳法赤泥中Na+的浸出实验研究

本文通过H2O、NH4Cl和柠檬酸三种浸取剂分别浸取对赤泥中的Na+,并通过XRD分析了浸取前后赤泥中矿物组成的变化来研究拜耳法赤泥中Na+的浸出特性.结果表明,NH4 C1对赤泥中Na+的一次浸取率与赤泥经多次水洗的浸取率之和相同;柠檬酸对赤泥中Na+的一次浸取率可达到95.56％.从XRD图上发现NH4Cl可不破坏[A16Si6O24]结构而浸出可溶性的Na+,而柠檬酸则会破坏[Al6Si6O24]结构使赤泥中Na+完全浸出.     

硫酸酸浸法除磷石膏中杂质氟的研究

以H2SO4为浸取剂对磷石膏进行热浸取,考察磷石膏中杂质氟的去除情况,为磷石膏综合利用提供基础数据。研究在均匀设计实验的基础上,进一步考察了温度、时间、硫酸质量分数、含固量(质量浓度)、粒度5个因素对杂质氟去除率的影响规律。结果表明:温度、时间、硫酸是影响氟去除率的主要因素,而含固量、粒度对结果影响较小。较理想的除氟条件为浸取温度88℃,浸取时间45 min,H2SO4质量分数30%,含固量0.43 g/mL,在优化实验条件下杂质氟的去除率可以达到84.50%,处理后的磷石膏含氟仅为0.036%。采用硫酸酸浸处理磷石膏,杂质氟去除效果好,且提高了净化磷石膏的白度。     

赤泥吸附废水中Mn2+的机理分析研究

选用固体废弃物赤泥为吸附剂,研究了其对Mn2+的去除能力及动力学特性,考察了溶液pH值、赤泥投入量、Mn2初始浓度对吸附效率的影响,并通过X射线荧光(XRF)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能量色散(EDS)、傅里叶红外光谱(FTIR)与X射线能谱(XPS)等表征手段分析了赤泥去除Mn2的机理.结果 表明:当赤泥投加量为0.8g/L,Mn2+初始浓度为20 mg/L,pH值为6.0,反应24h后,赤泥对Mn2的去除率可达69.1％;增加赤泥投加量、提高溶液pH值以及降低污染物初始浓度有助于赤泥去除Mn2;该吸附过程符合Freundlich吸附等温式和准二级动力学模型;整个吸附过程主要受化学吸附控制,其中赤泥表面的O-C-O、Si-O-Al和Fe-O等活性基团对Mn2+去除有显著的影响,而且吸附后的Mn2+可被部分被氧化成高价的锰氧化物.     

一步解氯法制备硫酸钾的工艺条件研究

对用一步解氯法制备硫酸钾的工艺条件进行了详细地研究 ,结果表明 ,在KCl- (NH4 ) 2 SO4 -H2 O体系中加入 2 2 %～ 2 .5 %的解氯剂 ,可使K2 SO4 产品中的氯离子含量降低到 2 5 %以下 ,达到农用硫酸钾的国家标准     

细菌菌液脱除H2S的工艺条件

通过Fe2(SO4)3对H2S的吸收实验,初步研究了氧化亚铁硫杆菌培养液脱除含H2S气体的工艺条件。利用单因素实验考察了不同气体流速、吸收液初始Fe3+浓度、初始pH值等条件下,吸收过程中脱硫效率的变化。实验结果表明气体流速为影响气液传质速率的主要因素,初始Fe3+浓度及初始pH值为对其影响不大。实验得到适宜的脱硫条件为：气体流速60 mL·min－1,初始[Fe3+]为10 g·L－1,初始pH值为2.0。在该条件下,氧化亚铁硫杆菌培养液脱除H2S的脱硫效率可以稳定在90％左右。     

石煤灰渣酸浸提钒工艺中钒的浸出动力学

采用液-固多相反应的缩芯模型研究了石煤灰渣中V2O5的浸出动力学,考察了酸浸温度、硫酸浓度对V2O5浸出反应速率的影响. 结果表明,在实验温度范围内,V2O5的浸出过程为固膜扩散控制,浸出反应的表观活化能为29.96 kJ/mol. 当硫酸浓度小于6 mol/L时,浸出属化学反应控制过程;当硫酸浓度大于6 mol/L时,浸出过程为固膜扩散控制,其表观反应级数为1.199. 提高酸浸温度可提高V2O5的浸出率;在硫酸浓度小于6 mol/L时提高硫酸浓度,可提高V2O5的浸出率;而高于该值提高硫酸浓度对V2O5浸出率的提高无明显作用.     

酸和碱预处理对麻竹酶水解糖化的影响

研究了121℃下硫酸和氢氧化钠预处理对麻竹酶水解还原糖收率的影响,测定了不同预处理液质量分数和预处理时间对还原糖收率的影响,以及预处理后的预处理液中还原糖含量。结果表明,氢氧化钠预处理能显著提高还原糖收率,在氢氧化钠质量分数为2%,预处理时间60min时还原糖收率可达0.367g/gDS。硫酸预处理对还原糖收率的提高幅度不大。但硫酸预处理后的预处理液中还原糖含量较高,在硫酸预处理液质量分数为2%,预处理时间为90min时还原糖收率可达0.152g/gDS。两种预处理方法在121℃下的还原糖收率均高于100℃下的还原糖收率。     

Selective separation of sodium from red mud with citric acid leaching

Selective separation of sodium with citric acid leaching from red mud has been put forward. The main factors and dealkalization mechanism by using inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy, X-ray diffraction, and shrinking core model were studied. The results show that the dealkalization rate reached more than 95% under the following conditions: citric acid dosage of 15%, liquid-to-solid ratio of 7 mL/g, leaching temperature of 100°C, stirring speed of 300 rpm, and leaching time of 120 min. Sodium easily dissolved in the solution by citric acid leaching. The dealkalization process was controlled by internal diffusion and the apparent activation energy (E_a) was 19.43 kJ/mol.     

铁泥氧化制备颜料铁红的研究

以工业废渣铁泥为原料,经拌酸氧化制备铁红颜料,探讨了酸的种类、浓度及用量和氧化温度及时间对产品质量的影响。结果表明,较佳的工艺条件为:硫酸浓度60%,硫酸与铁泥质量比1∶1.2,氧化温度800℃,氧化时间2.0 h,得铁红产品,质量符合油漆、涂料等对铁红颜料的要求。     

赤泥中铁的提取与回收利用研究进展

赤泥是综合利用率较低的工业固体废弃物,其资源属性受到广泛关注。赤泥中的铁资源,具有回收利用潜力,是国内外的研究热点。本文在概述了国内外赤泥物质组成特征的基础上,讨论了铁元素在赤泥中的赋存状态与分布情况。系统综述了国内外赤泥中铁提取回收方法与工艺路线的研究进展,提出将从赤泥中提取回收利用铁的方法归纳为直接物理分选法、还原-磁选法和湿法提取法。阐述了3类方法中分选、还原、提取等过程的基本原理,并从工艺路线的适用性、反应条件的控制、铁回收提取效率以及能耗与成本等角度,指出了不同方法存在的优点和缺点。指出成本是制约赤泥中铁回收技术取得工业推广的主要因素,并提出在回收赤泥中铁的同时,综合回收利用其他伴生元素是重要的发展方向。     

改性拜耳法赤泥两段酸溶法制备 聚合氯化铝铁研究

拜耳法赤泥是拜耳法生产氧化铝所产生的碱性废渣,含有大量未被溶出的铝、铁等金属元素,直接筑坝堆存处理既污染环境又造成资源浪费。以改性拜耳法赤泥为原料,采用两段酸溶法制备高效絮凝剂聚合氯化铝铁（PAFC）,并对制备的聚合氯化铝铁进行絮凝性能实验,结果表明絮凝效果良好。该法与传统工艺比较省去了加碱调节盐基度过程,最大程度地利用了盐酸,节约了生产成本。该研究为无机高分子絮凝剂聚合氯化铝铁的制备提供了一套新的工艺流程,为解决拜耳法赤泥筑坝堆存所造成的环境污染和资源浪费问题提供了一条新途径。     

赤泥水浸脱碱实验及动力学研究

赤泥是一种碱性污染物,强碱性是制约其综合利用的关键因素。进行了拜耳法赤泥水浸脱碱实验及动力学研究,实验结果表明：赤泥在水浸次数为4次、液固体积质量比为9 mL/g、反应温度为90 ℃和反应时间为60 min的条件下,赤泥的脱碱率可达71%。采用未反应收缩核模型对水浸脱碱数据进行线性拟合,动力学分析表明：活化焙烧后赤泥的水浸脱碱过程受扩散步骤控制,线性相关系数大于0.97,表观活化能为11.72 kJ/mol。     

改性赤泥颗粒吸附剂的性质及机理研究

采用焙烧法对赤泥进行活化处理,将其与粉煤灰、碳酸氢钠和膨润土按照质量比为16∶2∶1∶3制成改性赤泥颗粒,该改性赤泥颗粒破碎率与磨损率之和为0.2%。将其作为吸附剂,采用静态吸附试验方法研究了该改性赤泥颗粒吸附剂对模拟含磷废水除磷的一般规律,在磷的质量浓度为3~100 mg/L条件下,考察了反应时间、初始磷浓度、投加量等因素对改性赤泥颗粒吸附效果的影响,经过计算得出其饱和吸附量。结果表明,改性赤泥颗粒对磷的去除效果在反应8 h后趋于稳定,其最佳投加量为5 g/L,改性赤泥颗粒的饱和吸附量为56.2 mg/g。     

煤矸石和赤泥协同提取氧化铝过程矿相转变研究

开展了煤矸石和赤泥协同提取氧化铝研究，考察了添加赤泥对煤矸石活化提取氧化铝及对助剂碳酸钠消耗量的影响，并利用TG-DSC和XRD研究了赤泥添加对煤矸石活化过程的影响。结果表明，“煤矸石-赤泥-Na₂CO₃”混合样中氧化铝的溶出率随Na/Al摩尔比和煅烧温度的增加而增加，在Al/Si摩尔比为1的条件下，当Na/Al摩尔比为1.2、煅烧温度为850℃时，混合样的氧化铝溶出率可达到91.7%，与碳酸钠直接活化煤矸石相比，碳酸钠消耗量可降低77.9%。TG-DSC和XRD的结果表明，煤矸石、赤泥以及碳酸钠在低于700℃时相互作用比较弱，在高于800℃时三者发生相互作用，赤泥的加入由于调整了样品中的Al/Si摩尔比，使反应的最终物相选择性地向Na∶Al∶Si摩尔比为1∶1∶1的霞石和沸石相转化。     

Dissolution kinetics of cerium from red mud

Leaching kinetics of rare earth element (REE) cerium (Ce) from red mud was investigated using different shrinking core models. The effect of various pertinent parameters such as acid concentration, liquid–solid ratio (LS), average particle size (PS), temperature and leaching time on the leaching efficiency was studied. The maximum recovery of 70.32% was obtained for 2 M HCl solution and an LS of 20:1 v/v. It was observed that the leaching process was limited by diffusion within the porous ash layer of the solid, thus making it ash diffusion controlled. The apparent activation energy was 11.38 kJ/mol, and the Arrhenius constant was 3.36 min?1.