硝酸法磷酸脱氟工艺研究

针对以硝酸法湿法磷酸直接制备饲料级磷酸氢钙存在磷氟比（五氧化二磷与氟的质量比）较低的问题,采用化学沉淀法,以钙盐作为脱氟剂,通过间歇实验考察了反应时间、反应温度、反应pH、酸解液中五氧化二磷和氧化钙浓度等因素对酸解液中磷沉淀率和磷氟比的影响。结果表明,反应时间和反应温度的变化对溶液的磷沉淀率和磷氟比影响不大,而降低五氧化二磷和氧化钙的浓度能够有效地提高溶液的磷氟比、降低磷沉淀率。通过对比脱氟溶液制备饲料级磷酸氢钙的收益变化可得出较优操作条件：反应温度为40 ℃,反应时间为20 min,酸解液中五氧化二磷质量分数为7.6%、氧化钙质量分数为3.4%,钙盐中和溶液pH为2.4。在此条件下,脱氟溶液的磷氟比达到230以上、磷损失率小于30%,可为后续饲料级磷酸氢钙的制备提供合格的原料。     

回收锌制备氧化锌粉体的新工艺

回收含锌催化剂废料中的锌来制备氧化锌粉体。先用氯化铵浸取含锌催化剂,经过滤得到氯化锌溶液;滤液中加入碳酸氢铵反应得到白色沉淀,经过滤煅烧滤饼得到氧化锌粉体。单因素实验确定了制备氧化锌粉体的适宜工艺条件:浸出反应温度60℃,反应时间2 h,原料配比n(Zn2+)∶n(NH4+)=1∶2.2。滤液中加入的碳酸氢铵配料比n(Zn2+)∶n(NH4HCO3)=1∶2.3,反应时间1 h,抽滤得中间产物。中间产物煅烧温度为300℃,煅烧时间1 h。样品进行XRD表征,杂质峰比较少,与标准卡片参数基本一致,晶体结构较好。     

含磷废水制备饲料级磷酸氢钙工艺研究

以石灰乳作为中和剂回收含磷废水中水溶性P2O5,制备饲料级磷酸氢钙,考察中和剂加料方式、反应温度、反应时间、中和终点pH对饲料级磷酸氢钙产品质量的影响。结果表明：较佳的制备条件为中和剂以石灰乳形式加入、中和终点pH控制在5.0～6.0、反应时间60～90 min、反应温度40～50℃,可以获得满足GB22549—2017指标要求的产品。制备饲料级磷酸氢钙后的滤液用石灰乳将pH调节到12左右,其总磷和氟含量可达到排放标准。     

硫磺分解磷石膏制硫酸技术进展及推广应用

针对磷石膏资源化利用课题,开展了硫磺低温分解磷石膏制高浓度SO_2技术、氧化钙残渣的高值化利用技术及磷石膏制酸过程的系统集成及工程实施关键技术研究。硫磺分解磷石膏过程的动力学试验研究结果表明:一段反应温度为650℃,反应停留时间为1 h,反应产物可达到二段物料配比;二段反应温度为1 100℃,磷石膏分解率大于98%,系统脱硫率大于96%。氧化钙残渣配以铝矾土、磷石膏在1 250℃/60 min下可烧制成高品质的硫铝酸盐水泥熟料;采用氯化铵浸取脱硫钙渣碳酸化制备高纯度碳酸钙,残渣中钙浸取率为85.62%,硅脱除率达到95.30%,所得轻质碳酸钙产品纯度达98.90%,达到涂料用优等品指标要求。建立万吨级硫磺低温分解磷石膏制硫酸示范装置,实现了磷石膏转化率99%、分解温度为1 050℃、窑气φ(SO_2)高达12.2%的工艺指标。     

硫磺分解氟石膏制高纯氧化钙联产硫酸的研究

氟石膏是氢氟酸生产过程中的副产品,为了变废为宝,利用硫磺为还原剂,采用两段法分解氟石膏制备硫酸和高纯氧化钙。一段反应为硫磺气化后氧化氟石膏生成硫化钙与二氧化硫,二段反应为一段反应生成的硫化钙与氟石膏高温反应生成氧化钙与二氧化硫,生成的氧化钙可用来中和废酸,也可进一步纯化后售卖,二氧化硫可用来制酸。此方法不但能实现硫、钙资源在厂区的内循环,而且能降低硫酸成本。通过热力学分析和一、二段不同反应温度及二段不同原料配比验证得到最佳反应条件为：一段反应温度为800 ℃、保温2 h;二段反应温度为1 100 ℃、保温1.5 h,反应物硫化钙与硫酸钙物质的量比为1.2:3。一段反应得到的硫化钙质量分数为83.51%,二段反应得到的氧化钙纯度为85.38%,并可进一步提纯到99.87%。硫酸生产成本估算为117.9元/t,远低于硫酸市场价格,具有较大的市场前景。     

以饲料级磷酸氢钙制备磷酸二氢钾的工艺研究

以湿法磷酸制备的饲料级磷酸氢钙为原料,开发工业级磷酸二氢钾的生产工艺。通过加入适量的磷酸提高磷酸氢钙的分解率,研究了磷酸氢钙与磷酸的预分解反应条件及其与硫酸氢钾复分解反应的条件。优化条件:饲料级磷酸氢钙悬浮液的液固比为4 mL/g,磷酸、磷酸氢钙、硫酸氢钾物质的量比为0.3∶1∶1,反应温度为60℃,硫酸氢钾在反应开始的1 h内均匀加入,反应时间为2 h。在此条件下,复分解反应中饲料级磷酸氢钙中的磷收率达到94.5%,硫酸氢钾中的钾收率达到99.9%。研究提出,以磷酸预分解磷酸氢钙以及结晶母液循环的磷酸二氢钾制备工艺,解决了磷和钾收率低以及生产成本高的问题,同时无废液排放。     

固体超强酸Fe_2O_3/SO_4~(2-)催化合成硝基苯工艺的研究

硝酸铁溶于氨水得到Fe(OH)3后再用硫酸浸泡,经过滤、焙烧制得固体超强酸催化剂Fe2O3/SO42-。以固体超强酸Fe2O3/SO42-为催化剂、苯和硝酸为原料合成硝基苯。通过正交设计考察了不同工艺条件下苯硝化反应的收率影响因素,最佳反应条件为:催化剂活化温度500℃,反应温度75℃,n(硝酸)∶n(苯)=2,m(苯)∶m(催化剂)=20,反应时间3 h,收率达83.9%。     

磷肥厂酸性废水脱氟的试验研究

采用正交试验的方法探讨了以磷肥厂酸性废水为原料,利用石灰为脱氟剂脱除酸性废水中氟元素。以废水中磷氟质量比为考察指标,选择了石灰用量、反应温度和反应时间3个因素,4个水平的正交试验方法。结果表明:对磷氟质量比影响最大的因素是石灰用量和反应温度。综合考察各影响因素,得出磷肥厂废水脱氟的最佳工艺条件为:石灰用量为理论用量的1.25—1.30倍、反应温度55℃、反应时间1.5 h。脱氟后废水中的磷氟质量比达到100以上,可以满足高附加值产品饲料级磷酸氢钙的生产。     

一种资源再利用碱减量废水中对苯二甲酸的方法

正常州市五洲化工有限公司开发出一种资源再利用碱减量废水中对苯二甲酸的方法。调节废水的pH值至10~11,加入碱式氯化铝,500r/min的速度快速搅拌3 min,再经100r/min的速度慢速搅拌,悬浮液经废煤渣过滤沉淀物,加入活性炭吸附,再经一层废煤渣层过滤。往清液中加入占少量可溶性金属盐溶液,以1 000 r/min的速度快速搅拌2 min后,再加入大量可溶性金属盐溶液,利用低频超声振荡,至清液pH值降至7~8,所得固液混合体通过压滤机压滤,滤渣经洗涤,烘干。采用该方法所得对苯二甲酸金属盐晶体颗粒大,形貌规整,便于过滤,纯度高,可回收再利用。     

新两步法净化湿法磷酸

以湿法磷酸为原料制取精细磷酸盐的关键在于解决湿法磷酸的净化问题。提出采用两步法对未经浓缩的湿法磷酸进行净化的特点是:第一步在湿法磷酸中加入Na2CO3预脱氟和加入磷矿粉脱除部分硫酸根,得到预净化磷酸;第二步对滤液用氨代替常用的氢氧化钙进行中和,同时补加一定量的钙,以进一步脱除其中的氟,避免中和过程生成磷酸氢钙,从而可大大提高磷收率。中和过程补钙,使脱氟率得到进一步提高,同时也能提高过滤强度。深度净化后的溶液其氟含量降至0.018%,脱氟率接近99%,SO42-含量降至0.79%,P2O5收率达到72.93%。经过净化得到的磷铵溶液经浓缩,冷却结晶,可得工业磷铵产品;与石灰乳或硝酸钙反应,可得饲料级磷酸氢钙或牙膏级磷酸氢钙产品。     

分段醇解均相缩合生产聚乙烯醇缩丁醛

以聚醋酸乙烯(PVAc)和丁醛为原料,采用分段醇解-缩合均相法生产聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。系统讨论了反应温度、催化剂用量和物料配比等因素对醇解反应和缩合反应的影响。结果表明:醇解反应较适宜的工艺条件为w(PVAc)=20%(相对于甲醇质量而言),n(NaOH)∶n(PVAc)=0.005∶1,反应温度40℃;缩醛化反应较适宜的工艺条件为m(HCl)∶m[聚乙烯醇(PVA)]=0.3∶1,n(丁醛)∶n(羟基)=1.1∶2,缩醛化反应温度50℃。各阶段最佳反应时间为第一阶段醇解15 min,缩合45 min;第二阶段醇解30 min,缩合60 min;第三阶段醇解50 min,缩合90 min。在最佳工艺条件下生产的PVB,其缩醛基分布均匀,并且其w(缩醛基)≈75%(相对于PVB质量而言)。     

超高浓度含磷废水的预处理研究

实验废水为生产丙烯酰胺制备催化剂过程中产生的,含有大量的亚磷酸盐、硫酸盐,以降低废水总磷质量浓度[ρ(TP) ＝2300 mg/L]为出发点,从选择最佳沉淀剂并确定其用量、确定反应pH值、温度、时间、搅拌速度等单因素条件考察并优化.经过大量实验证实,100 mL此含磷废水调节pH＝8,在30℃、200 r/min 条件下,加入3.00 g的氯化钙,反应180min,废水ρ(TP)可降至200 mg/L以下,除磷率可达91％以上.对沉淀物进行XRD、TG-DTA表征分析可知,所得化学沉淀物的主要成分为亚磷酸钙和硫酸钙晶体.     

超细氧化锌的制备及紫外屏蔽性能研究

以硝酸锌为主要原料,采用沉淀反应结合水热处理的方法制备超细氧化锌,并将其制备成紫外屏蔽膜,采用紫外分光光度仪测试屏蔽膜的紫外屏蔽性能。结果表明：添加微量氧化锌粉体的紫外屏蔽膜具有很好的可见光透光性和紫外屏蔽特性。氧化锌紫外屏蔽膜制备最佳工艺为：硝酸锌浓度为0.5　mol/L,固体氢氧化钠、硝酸锌晶体和十二烷基硫酸钠（SDS）物质的量比为15∶7∶1,水热温度为120　℃,水热时间为0.5　h,沉淀反应温度为70　℃,沉淀反应时间为0.5　h。     

磷矿酸解液制备硫酸钙晶须工艺研究

首先以盐酸分解磷矿制备酸解液,再通过向酸解液中加入硫酸制备硫酸钙晶须。实验考察了加料时间、搅拌转速、硫酸浓度、硫酸根与钙离子物质的量比、氧化钙质量分数、反应温度对硫酸钙形貌及晶须长径比的影响。采用扫描电镜观察硫酸钙形貌并用Image-Pro-Plus对硫酸钙SEM图进行分析得到硫酸钙晶须的平均长径比。实验得到硫酸钙晶须的最佳制备工艺条件是：加料时间为20 min、搅拌转速为350 r/min、硫酸质量分数为40%、反应温度为70 ℃、硫酸根与钙离子物质的量比为0.2、氧化钙质量分数为5.5%,在此工艺条件下可以得到长径比达到98.84的硫酸钙晶须,且形貌均匀。     

蔗渣还原硫酸浸取低品位软锰矿工艺研究

以蔗渣作为还原剂,硫酸浸取低品位软锰矿制取硫酸锰。探究了锰矿和蔗渣的粒度、搅拌速度、蔗渣与锰矿质量比、硫酸浓度、反应温度、液固质量比、反应时间等因素对锰浸出率的影响。通过单因素实验得出浸取过程优化工艺条件为：蔗渣与软锰矿质量比为4∶1,硫酸初始质量分数为30%,反应温度为35 ℃,搅拌速度为650 r/min,液固质量比为40∶1,锰矿和蔗渣的粒度均为109～120 μm,反应时间为6 h。在此工艺条件下,锰浸出率达97%以上。     

榍石的低温合成

采用氯化钙、正硅酸乙酯、钛酸丁酯为初始原料,氢氧化钾作为矿化剂在热液条件下低温制备榍石(CaTiSiO5)粉体。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析测试手段对合成物相进行分析,实验结果表明:在水热条件下,控制钙钛硅摩尔比为1∶1∶0.7,pH值=9,温度为230℃时,可得到榍石粉体,远低于传统固相反应的合成温度。最终所得到的粉体粒径比较均匀,多为5μm左右的球形颗粒。     

高铁菱锰矿制取硫酸锰的工艺研究

针对高铁锰矿无法充分利用的问题,实验对高铁菱锰矿为原料制备硫酸锰的工艺条件做了考察,重点解决了高铁菱锰矿在硫酸酸浸取过程中出现料浆黏稠、中和反应困难的问题。实验得到最佳工艺条件：浸取温度为90 ℃、液固质量比为5.5∶1、酸矿质量比为0.69∶1、浸取时间为2 h、过滤温度约为70 ℃。在此条件下,以高铁菱锰矿为原料制备硫酸锰的工艺可顺利进行,总锰收率比传统工艺提高5%~8%,过滤操作时间则缩短为传统工艺的1/3。     

以环氧树脂E-12包合热变色复配物微胶囊的研究

对以环氧树脂Ｅ １２为囊壁材料包合热变色复配物的微胶囊化工艺进行了研究。对于影响微胶囊粒度及结构的影响因素进行了研究,在９５００～１００００ｒ／ｍｉｎ高速乳化２０ｍｉｎ可得稳定乳液。溶剂与包囊材料质量比为７７∶１,固化配比要等当量,乳液在８０℃反应１ｈ,在９０℃反应２ｈ,可以制得粒度均匀且小于５μｍ的性能良好的微胶囊产品。