KCl-K2SO4-Na2SO4系统低温融体形成的温度范围

KCl-K2SO4-Na2SO4系统低温融体是引起新型干法水泥预分解系统结皮堵塞至关重要的因素.融体的熔点越低,低温融体对粉状物料的粘结能力越强,因而对结皮堵塞的影响也越大.用化学试剂和实验电炉进行实验,绘制了KCl-K2SO4-Na2SO4低温融体形成的温度范围图.结果表明:KCl-K2SO4-Na2SO4三元系统共融温度＜800℃,最低共融温度＜500℃,相当大范围的共融温度在500～700℃.在Na2SO4含量较高的情况下共融温度低,预示其对结皮影响比K2SO4的更大.     

水泥预分解系统粉尘与碱、氯、硫融体的粘结特性及其对结皮的影响

采用化学试剂和生产原料,研究了预分解系统内粉尘与碱、氯、硫等单一或复合低温融体之间的粘结特性。结果表明：作为低温融体,KCl和混合融体KCl K2SO4 Na2SO4粘(融)结粉尘的粘结能力最强,对结皮堵塞的影响最大;其次是CaCl2,Na2SO4和混合融体CaCl2 K2SO4 Na2SO4;而单一的K2CO3和K2SO4对结皮的影响较小。作为粉尘,CaSO4最容易被各种融体粘结形成坚硬结皮;C2S与CaCO3较容易被融体粘结形成疏松结皮;CaO,Al2O3,MgO,Fe2O3,SiO2不易被融体粘结。分解率高(98％)的生料不容易被融体粘结;分解率低的生料较容易被粘结形成结皮。因此,提高入窑生料分解率不会增加而是可减少结皮堵塞的几率。     

不同分解率物料与碱、氯、硫融体的黏结特性及其对生料高温流动性的影响

用化学试剂和生产原料，研究了预分解系统内不同分解率物料与碱、氯、硫等单一或复合低温融体之间的黏结特性。结果表明：混合融体KCl+K2SO4+CaSO4黏结物料的能力最强。分解率高的生料不容易被融体黏结，物料的高温流动性能更好，分解率低的生料较容易被黏结形成结皮。因此，提高入窑生料分解率可以减少结皮堵塞的几率。     

SrO对Si3N4–ZrO2–SrO系统反应合成ZrN的影响EI北大核心CSCD

通过引入SrO,利用Si3N4–ZrO2–SrO三元系统反应合成ZrN,使得SiO2–Si3N4–ZrO2–ZrN四元系统形成互易关系,并结合热力学计算,对在N2气氛无压条件下Si3N4–ZrO2–SrO三元系统分别在1 500和1 700℃时的反应途径进行了研究,并采用XRD进行物相分析。结果表明：当烧结温度为1 500℃时,Si3N4–ZrO2–SrO系统可生成ZrN＋SrSi2O2N2和ZrN＋Sr3SiO5＋SrZrO3的复合相;当烧结温度提高到1 700℃时,反应产物中与ZrN复合的物相不仅有SrSi2O2N2和Sr3SiO5＋SrZrO3,还生成了Sr2SiO4＋SrZrO3和Sr7ZrSi6O（21）＋SrZrO3,其中,SrZrO3为ZrO2–SrO二元系统反应的结果。在1 500和1 700℃时,Si3N4–ZrO2–SrO三元系统中可生成ZrN＋X（＋SrZrO3）复合相,且ZrN–X共存关系在扩展的SiO2–Si3N4–SrO–ZrO2–ZrN五元系统中给出。Si3N4–ZrO2–SrO三元系统的数个反应可被用于在较低温度下一步反应制备ZrN复相陶瓷。     

50℃下K~+,Na~+//Cl~-,SO_4~(2-),NO_3~--H_2O体系相平衡研究

通过查阅文献,整理获得完整的50℃下K+,Na+//Cl-,SO42-,NO3--H2O体系相平衡实验数据,据此绘制出了该体系的平衡相图以及氯化钠饱和时的干盐投影图,并进行了分析。结果表明:在50℃下K+,Na+//Cl-,SO42-,NO3--H2O体系存在8个单盐结晶区、18个两盐共饱面、16条三盐共饱曲线和5个零变量点。8个单盐结晶区分别是:NaCl、NaNO3、3K2SO4·Na2SO4、KCl、KNO3、Na2SO4、Na2SO4·NaNO3·H2O、K2SO4,其中Na2SO4、K2SO4及复盐3K2SO4·Na2SO4的结晶区较大,对应的溶解度较小,NaNO3、Na2SO4·NaNO3·H2O盐的结晶区较小,对应溶解度较大。在氯化钠饱和时的干盐图中,有6个两盐共饱面、9条单变量曲线和4个零变量点。和25℃下的相图相比,复盐3K2SO4·Na2SO4和Na2SO4·NaNO3·H2O的饱和区均有较大程度地缩小。     

25℃下K2SO4–(NH4)2SO4–CO(NH2)2–H2O四元体系的相平衡

测定了25℃下K2SO4–CO(NH2)2–H2O及(NH4)2SO4–CO(NH2)2–H2O 两个三元体系相平衡的数据，并依据Pitzer电解质溶液理论对实验测定值进行了关联，关联结果与实验测定值相吻合. 通过测定25℃下K2SO4–(NH4)2SO4–CO(NH2)2–H2O四元体系的相平衡数据可知尿素不能与硫酸钾或硫酸铵形成复盐，因此该四元体系的相平衡数据可近似由其所含三元体系的相互作用参数推算得出.     

298K下Na~+,K~+//Cl~ˉ,SO_4~(2ˉ),NO_3~ˉ-H_2O五元体系液固介稳相平衡

研究了298 K下,五元体系Na+,K+//Clˉ,SO42ˉ,NO3ˉ-H2O的液固介稳相平衡。采用等温蒸发法确定了溶液的介稳平衡溶解度。根据实验数据,绘制出了该体系介稳相图中氯化钠介稳饱和区以及氯化钠饱和条件下的介稳相平衡投影相图。相图中,有四个四盐共饱的零变量点、九个三盐共饱的单变量线和六个两盐结晶区:Na2SO4·Na NO3·H2O+Na Cl,3K2SO4·Na2SO4+Na Cl,Na NO3+Na Cl,KNO3+Na Cl,Na2SO4+Na Cl和KCl+Na Cl。该体系在298 K下的介稳相图和稳定平衡相图存在一定的差别,复盐3K2SO4·Na2SO4的结晶区明显缩小。     

10℃下K~+,Ca~(2+)//Cl~-,SO_4~(2-),36%NH_3-H_2O体系相图的研究

为了探讨CaSO4·2H2O和KCl复分解生产K2SO4的工艺及最佳生产条件,特用恒温法研究了10℃K+,Ca2+//Cl?,SO42?,36%NH3-H2O体系相图。溶剂NH3-H2O中氨的浓度之所以选为36%,目的在于扩大K2SO4及CaSO4·K2SO4·H2O的结晶区;反应温度选为10℃,可降低氨的蒸气压。研究结果表明:在上述条件下,体系中存在K2SO4和CaSO4·K2SO4·H2O、CaSO4·K2SO4·H2O和CaSO4?2H2O的共饱线;存在K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl以及CaSO4·2H2O-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点;K2SO4结晶区要比25℃,溶剂NH3-H2O中氨的浓度为25%的同体系相图大得多;K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点更偏向氯化钙一角,因此有利于CaSO4?2H2O和KCl复分解生产K2SO4;最佳工艺条件为2KCl(mol):CaSO4(mol):36%NH3-H2O(kg)=1:0.9023:0.5740,KCl的理论转化率可达90.22%;若想进一步提高KCl的理论转化率,必须加大氨的浓度。     

NaBr-Na_2SO_4-H_2O三元体系323K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了三元体系NaBr-Na2SO4-H2O在323 K的相平衡关系,测定了平衡溶液的溶解度及密度。研究发现,该三元体系为简单共饱和型,无复盐及固溶体形成。根据溶解度数据绘制了相图,相图中有1个共饱点E,2条单变量曲线EF,ED所对应的平衡固相分别为NaBr.2H2O和Na2SO4。在共饱点E处的液相组成(质量分数)分别为NaBr 54.37%,Na2SO40.70%。实验结果表明,NaBr对Na2SO4有较强的盐析作用。简要讨论了密度变化规律,对比了三元体系NaBr-Na2SO4-H2O在不同温度条件下共饱点的液相组成。     

Na_2B_4O_7-NaBr-Na_2SO_4-H_2O四元体系348K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究Na2B4O7-NaBr-Na2SO4-H2O四元体系在348 K的相平衡关系,测定了平衡液相的溶解度和密度。根据实验数据绘制相应相图。该四元体系相图中有1个共饱点E,3条单变量曲线E1E,E2E,E3E,3个结晶区的平衡固相分别为:NaBr,Na2SO4和Na2B4O7·5H2O。研究结果表明:该四元体系无复盐和固溶体生成,属于简单四元体系,NaBr对Na2B4O7·5H2O和Na2SO4有较强的盐析作用。并对NaBr和Na2B4O7在不同温度下含有的结晶水数进行了对比分析,简要讨论了密度变化规律。     

模拟放射性废物泥浆陶瓷固化的烧结试验研究

采用钾长石、粘土、煅烧氧化铝为原料,对模拟放射性废物泥浆的陶瓷固化进行了研究。结果表明:该放射性废物泥浆陶瓷固化的最佳成型工艺为压制成型;烧结温度在1100℃以上的固化体抗渗性良好;本实验所选取的3个实验配方的最佳烧结温度范围均为1100-1150℃;K ,Na 在干燥过程中或烧结低温阶段的迁移扩散以及Na2SO4在 1200℃左右的分解,对固化体的致密烧结会产生不利的影响。     

10℃下K^＋，Ca^2＋//Cl^-，SO4^2-，36%NH3-H2O体系相图的研究

为了探讨CaSO4·2H2O和KCl复分解生产K2SO4的工艺及最佳生产条件,特用恒温法研究了10℃K+,Ca2+∥Cl-,SO42-,36%NH3-H2O体系相图.溶剂NH3-H2O中氨的浓度之所以选为36%,目的在于扩大K2SO4及CaSO4·K2SO4·H2O的结晶区;反应温度选为10℃,可降低氨的蒸气压.研究结果表明在上述条件下,体系中存在K2SO4和CaSO4·K2SO4·H2O、CaSO4·K2SO4·H2O和CaSO4·2H2O的共饱线;存在K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl以及CaSO4·2H2O-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点;K2SO4结晶区要比25℃,溶剂NH3-H2O中氨的浓度为25%的同体系相图大得多K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点更偏向氯化钙一角,因此有利于CaSO4·2H2O和KCl复分解生产K2SO4最佳工艺条件为2KCl(mol)CaSO4(mol)36%NH3-H2O(kg)=10.90230.5740,KCl的理论转化率可达90.22%;若想进一步提高KCl的理论转化率,必须加大氨的浓度.     

MnO_2–H_2SO_4–Na_5P_3O_(10)体系对化学镀铜前ABS塑料表面微蚀的研究

采用污染性较低的MnO2–H2SO4–Na5P3O10体系,在60°C下对ABS塑料基板微蚀10 min。通过测量体系的氧化还原电位和可溶四价锰离子浓度,分析了微蚀液的组成与体系氧化能力的关系。研究了硫酸含量和三聚磷酸钠含量对ABS基板的表面形貌、亲水性及其与化学镀层之间粘结强度的影响。当H2SO4为13.5 mol/L、Na5P3O10为60 g/L以及MnO2为60 g/L时,微蚀效果最好,水接触角为30.5°,与铜层之间的粘结强度为1.30 kN/m。此外,MnO2–H2SO4–Na5P3O10微蚀体系在工艺和微蚀效果方面都优于MnO2–H2SO4体系。     

生物质燃烧过程中Cl及碱金属逸出的化学热力学平衡分析

采用化学热力学平衡分析方法,研究了秸秆、树皮、木屑、废木和橄榄渣5种生物质在400~1600 K温度范围和空气过剩系数分别为1.0, 1.2和1.4的燃烧条件下Cl及碱金属K和Na的化学平衡组成及浓度,讨论了其排放特性. 结果表明,空气过剩系数对生物质燃烧过程中Cl及碱金属K和Na的逸出影响较小;燃烧过程中含Cl组元主要以KCl(s), HCl(g), KCl(g), (KCl)2(g)和NaCl(g) 5种物质在800~1000 K温度范围进行固-气态转换;当燃烧温度大于850 K时,K和Na碱金属则主要生成KOH(g), KCl(g), (KCl)2(g), K2SO4(g), Na(g), NaOH(g), Na2SO4(g)和NaCl(g). 最大程度减少5种生物质在燃烧过程中含Cl及碱金属K和Na组元的产生和逸出量的最佳反应温度为850 K以下;高于900 K时,Cl及碱金属等气态物质则会大量生成.     

Na_2B_4O_7-Na_2SO_4-NaCl-H_2O四元体系323K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了四元体系Na2B4O7-Na2SO4-NaC l-H2O在323 K的相平衡及平衡液相,测定了平衡液相的溶解度及密度。研究发现,该体系属于简单共饱和体系,无复盐和固溶体生成。根据实验数据绘制了相应的相图,相图中有一个共饱点E,3条单变曲线E1E,E2E和E3E;3个结晶区平衡固相分别为:NaC l,Na2B4O7.10H2O和Na2SO4。实验结果表明,NaC l对Na2B4O7.10H2O和Na2SO4有盐析作用,并简要讨论了密度变化规律。     

SrO对Si_3N_4–ZrO_2–SrO系统反应合成ZrN的影响

通过引入SrO,利用Si_3N_4–ZrO_2–SrO三元系统反应合成ZrN,使得SiO_2–Si_3N_4–ZrO_2–ZrN四元系统形成互易关系,并结合热力学计算,对在N2气氛无压条件下Si_3N_4–ZrO_2–SrO三元系统分别在1 500和1 700℃时的反应途径进行了研究,并采用XRD进行物相分析。结果表明:当烧结温度为1 500℃时,Si_3N_4–ZrO_2–SrO系统可生成ZrN+SrSi_2O_2N_2和ZrN+Sr_3SiO_5+SrZrO_3的复合相;当烧结温度提高到1 700℃时,反应产物中与ZrN复合的物相不仅有SrSi_2O_2N_2和Sr_3SiO_5+SrZrO_3,还生成了Sr_2SiO_4+SrZrO_3和Sr7_ZrSi_6O_(21)+SrZrO_3,其中,SrZrO_3为ZrO_2–SrO二元系统反应的结果。在1 500和1 700℃时,Si_3N_4–ZrO_2–SrO三元系统中可生成ZrN+X(+SrZrO_3)复合相,且ZrN–X共存关系在扩展的SiO_2–Si_3N_4–SrO–ZrO_2–ZrN五元系统中给出。Si_3N_4–ZrO_2–SrO三元系统的数个反应可被用于在较低温度下一步反应制备ZrN复相陶瓷。     

Na_2SO_4·10H_2O和Na_2HPO_4·12H_2O体系的相变特性

主要研究了Na2SO4.10H2O体系、Na2HPO4.12H2O体系及它们的复合体系的相变特性,测定了升温曲线和降温曲线,并初步探讨了体系中分层和过冷现象的解决措施。研究结果表明,Na2SO4.10H2O体系的相变温度为33℃左右,由于它是一个不一致溶化合物,易产生分层现象,采用的增稠剂CMC可以显著改善分层现象,有轻微的过冷现象存在。Na2HPO4.12H2O体系的相变温度约35℃,冷却过程中没有分层现象,但过冷现象严重,(3%硼酸 3%硼砂)对改善该体系的过冷度有一定作用,但效果不佳。结合两个体系的实验结果,尝试了将Na2SO4.10H2O体系和Na2HPO4.12H2O体系进行复合以期得到新的相变特征,(80%Na2SO4.10H2O 20%Na2HPO4.12H2O)复合体系的相变温度为28~29℃,重复实验结果表明该体系重复性好,相变温度稳定,分层和过冷现象基本消除。     

35℃时Na_2SO_4-MgSO_4-(NH_4)_2SO_4-H_2O体系相图及其应用

针对白钠镁矾矿产资源的加工开发,提出以硫酸铵做盐析剂分离白钠镁矾制备镁氮复肥和硫酸钠的设想,采用等温法测定了35℃时Na2SO4-Mg SO4-(NH4)2SO4-H2O四元体系的溶解度,并依据相平衡数据绘制了相图。该相图存在4个共饱点和6个结晶区,6个结晶区分别是Mg SO4·7H2O结晶区,Mg SO4·Na2SO4·4H2O复盐结晶区,Na2SO4结晶区,Na2SO4·(NH4)2SO4·4H2O复盐结晶区,(NH4)2SO4结晶区,以及Mg SO4·(NH4)2SO4·6H2O复盐结晶区,其中Mg SO4·(NH4)2SO4·6H2O的结晶区最大,表明该复盐Mg SO4·(NH4)2SO4·6H2O易于结晶析出。依据相图分析和计算,设计了白钠镁矾矿和(NH4)2SO4为原料制备氮镁复肥和十水硫酸钠的新工艺,新工艺具有生产母液不需蒸发水分,显著节能的优点。     

10℃下 K+, Ca2+∥Cl-,SO42-,36%NH3-H2O体系相图的研究

为了探讨CaSO4·2H2O和KCl复分解生产K2SO4的工艺及最佳生产条件,特用恒温法研究了10℃K+,Ca2+∥Cl-,SO42-,36%NH3-H2O体系相图.溶剂NH3-H2O中氨的浓度之所以选为36%,目的在于扩大K2SO4及CaSO4·K2SO4·H2O的结晶区;反应温度选为10℃,可降低氨的蒸气压.研究结果表明:在上述条件下,体系中存在K2SO4和CaSO4·K2SO4·H2O、CaSO4·K2SO4·H2O和CaSO4·2H2O的共饱线;存在K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl以及CaSO4·2H2O-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点;K2SO4结晶区要比25℃,溶剂NH3-H2O中氨的浓度为25%的同体系相图大得多:K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点更偏向氯化钙一角,因此有利于CaSO4·2H2O和KCl复分解生产K2SO4:最佳工艺条件为2KCl(mol):CaSO4(mol):36%NH3-H2O(kg)=1:0.9023:0.5740,KCl的理论转化率可达90.22%;若想进一步提高KCl的理论转化率,必须加大氨的浓度.     

Excel集成PHEES绘制水盐体系相图及模拟K_2SO_4生产工艺

利用 Excel97的 VBA编程调用 PHEES的单点固液相平衡计算模块 ,通过网格法绘制出 Na - K - Cl- -SO4 2 - - H2 O的 2 5℃和 1 0 0℃下的相图和等水线图。并设计无机盐工艺模拟程序 ,模拟了 K2 SO4 生产的一种两段法工艺。