基于相转移-碳化法的白云石煅烧粉制备轻质碳酸钙工艺条件研究

以白云石为原料可制备碳酸钙、氢氧化镁、轻质氧化镁以及金属镁等系列产品，这些产品可广泛用于化工、建材、陶瓷、耐火材料和农业等领域。我国白云石储量大、质量优，但由于钙、镁分离困难，导致产品的纯度难以保证，因此白云石中钙、镁的高效分离是白云石综合利用的关键。通过单因素条件试验和正交试验，确定了白云石煅烧粉的相转移反应以及相转移液碳化反应的操作条件，克服了传统白云石综合利用中需强酸浸取、气液固三相反应难以控制等难题，实现了钙、镁的高效分离。该工艺反应条件温和易控、工艺流程短、原料利用率高，具有较好的工业化应用前景。     

磷石膏脱硫钙渣浸取液中杂质对碳酸钙晶型的影响

磷石膏脱硫钙渣是磷石膏化学分解后产生的以氧化钙为主要成分的尾渣。以氯化铵溶液浸取磷石膏脱硫钙渣并碳化浸取液以制备轻质碳酸钙是一种有效利用磷石膏脱硫钙渣中钙资源的方法。本文分析了该方法在不同氯化铵浓度下浸取液的组成、钙浸出率及pH,同时为了研究浸取液中NH₄⁺、铁、铝、镁等对产品碳酸钙晶型的影响,配制了含有杂质离子的NH₄Cl-NH₃·H₂O溶液,比较了其碳化产品与相同条件下脱硫钙渣碳化产品的晶型差异。结果表明,随氯化铵浓度升高,浸取液pH降低,铝含量降低,铁、镁含量升高。在氯化铵浓度范围内,NH₄⁺对球霰石形成有促进作用,而铁、镁杂质对方解石形成有促进作用,由于铝离子存在形态不同,铝在1mol/L时对形成球霰石有促进作用,在大于1mol/L时对形成方解石有促进作用。当氯化铵浓度小于4mol/L时,各种杂质相互作用形成球霰石晶型,氯化铵浓度等于4mol/L时,各种杂质相互作用形成球霰石和方解石混合晶型。     

利用铵盐及弱酸浸取磷矿的选矿工艺研究

介绍了铵盐和弱酸浸取磷矿选矿工艺、传统物理选矿工艺的原理及其流程,并对2种选矿工艺进行了分析比较。采用铵盐和弱酸浸取磷矿的选矿工艺,在得到P_2O_5质量分数大于35%、MgO质量分数小于0.6%的磷精矿的同时,副产碳酸钙镁、硝酸铵钙镁,磷的回收率可达98%以上,磷矿中的磷、钙、镁元素实现了综合利用,弥补了传统物理选矿工艺存在的缺陷。     

碳酸锶废渣酸浸工艺对收率和分离性能的影响

回收利用黑灰法生产碳酸锶废渣中的锶元素,是提高锶资源综合利用水平、解决碳酸锶废渣环境污染问题的关键。采用盐湖开发副产的稀盐酸为浸取介质,浸取碳酸锶废渣,回收氯化锶产品,研究了盐酸用量与锶回收率的关系,并研究了浸取工艺对料浆分离性能的影响。结果表明:在75℃和pH=-1.52~1.40条件下浸取2 h,锶的回收率为75.9%~80.8%;料浆中和至pH为5~6,溶解的硅酸快速析出并形成易于分离的形态,可采用常规设备进行固液高效分离。研究结论可为该类废渣的酸浸控制和固液分离方式以及设备选择提供借鉴。     

电石废渣浆生产轻质碳酸钙

本发明涉及无机化生产，本发明从环境保护、资源再生和综合利用的目的出发，参照消石灰乳浆沉淀法生产轻质碳酸钙的工艺技术，利用电石在过量水条件下分解生成乙炔后产生的氢氧化钙废渣浆和石灰生产过程中排放的二氧化碳废气体，通过碳化反应生产轻质碳酸钙（又称结晶碳酸钙），化学反应式：Ca(OH)2 CO2=CaCO3 H2O，生产1t轻质碳酸钙，理论上可以回收工业废渣560kg,二氧化碳废气体440kg，还可以回收重复用水5t以上。     

用氯仿废渣水中甲酸钙制甲酸钠的研究

本文介绍了笔者从氯仿废渣水中回收甲酸钙进而制甲酸钠的试验研究工作,他们确定的工艺流程为:通过浸取、过滤、浓缩结晶等过程回收甲酸钙,然后再通过反应,直接制出合格的甲酸钠液体产品。     

浓海水综合利用中钙镁分离新技术研究

对浓海水综合利用中钙镁分离新技术进行研究，试验了苛化+碳化除钙镁，草酸/草酸钠混合液选择性除钙两种方案，并对加入比例、pH、钙镁浓度变化等方面进行了探索。得出结论：1)苛化+碳化的方法除钙镁，相对传统化学沉淀法，原料便宜，而且耦合了热电烟道气减碳，副产的硫酸钙、氢氧化镁、碳酸钙纯度高更有利于制备高附加值产品。2)采用草酸/草酸钠混合液选择性除钙，效率高、反应快，除钙后溶液可以再次反渗透或者热法浓缩，超浓缩液再去原料便宜处集中提镁、提钙或直接应用，此工艺对于单独浓海水提镁制备高端镁产品可以消除钙的影响，同时对于浓海水软化+浓缩制盐可以大大节省原料费用和设备费用。     

利用电石废渣等制轻质碳酸钙技术通过鉴定

目前 ,国内外生产碳酸钙大多采用优质石灰石为原料 ,经化学加工制得。贵州省化工研究院针对我国有关企业电石废渣多 ,石灰窑二氧化碳废气未充分利用等情况 ,研制成功以上述废渣、废气为原料生产轻质碳酸钙、微细碳酸钙技术 ,并通过贵州省石化厅组织的专家鉴定。该技术解决了浸取电石废渣的氢氧化钙和产品沉降体积的关键技术 ,氢氧化钙回收率达 80 %以上 ,沉降体积达 3.6ｍＬ/ｇ ,且白度高 ,杂质低 ,其各项技术指标均优于ＨＧ2 2 2 6- 91优级品标准利用电石废渣等制轻质碳酸钙技术通过鉴定@李致宁     

电石渣制备纳米碳酸钙的研究

电石渣与氯化铵、水按一定的比例混合，过滤后得到澄清的浸取液，再利用液-液连续碳化法制备纳米碳酸钙。实验结果表明，该工艺所制备碳酸钙的晶型为立方体、平均粒径40～50nm。此种规格的碳酸钙在涂料、塑料行业有广泛的应用前景。     

焙烧-水化络合法脱除镁废渣中钙杂质的研究

以含钙镁废渣为原料,采用高温焙烧-EDTA络合法脱除其中的钙杂质制备高纯氧化镁,探究了焙烧温度与时间、EDTA溶液浓度、络合温度、液固质量比与水化时间对钙杂质脱除效果的影响。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等方法对样品结构进行表征。结果表明,镁废渣中钙、镁分别以碳酸钙(CaCO₃)和碱式碳酸镁[4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O]形式存在,经过高温焙烧过程分别分解为氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)。热力学计算表明,体系中钙、镁离子与EDTA的络合能力存在较大差异,EDTA与钙离子络合能力强,与镁离子络合能力极弱,络合作用促进CaO溶解,使钙离子进入液相,MgO停留在固相,实现钙、镁分离。在800℃、0.5 h、c(EDTA)=0.01 mol/L、液固质量比为80∶1、常温水化时间为2.0 h时,钙脱除率达到98.78%,产物经105℃烘干8.0 h,MgO纯度大于99.00%。     

高镁钙磷尾矿酸解制纳米级碳酸钙

以磷尾矿经硝酸复合溶剂酸解、除铁铝净化、钙镁分离得到的钙源为原料,采用碳化法制备碳酸钙。主要探讨了制备纳米级碳酸钙过程中碳酸铵溶液浓度、碳化温度、碳酸铵加入量对产物纯度及钙回收率的影响,通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、激光粒度仪对碳酸钙的物相、形貌、粒度进行分析。结果表明:在碳酸铵溶液浓度为1.00 mol/L、碳化温度为40 ℃、碳酸铵与钙离子物质的量比为1.1条件下,制得碳酸钙的纯度为89.27%、钙回收率为85.54%,碳酸钙呈纳米粒状。     

白云灰乳碳酸化工艺研究

中国白云石蕴藏量巨大,白云灰乳碳酸化是白云石碳化法制备轻质碳酸镁、氧化镁等镁化合物的关键步骤之一,关系到镁的产率、产品中钙的含量及生产成本。通过单因素实验和正交实验,研究了碳酸化过程镁的溶出率及重镁水中的钙含量与碳酸化反应温度、反应终点pH、白云灰乳质量浓度的关系,从而为提高碳酸化过程镁的溶出率,实现钙镁的有效分离提供可靠的依据。研究表明：影响镁的溶出率及重镁水中钙含量的主要因素为pH。白云灰乳碳酸化最佳工艺条件：白云灰乳质量浓度为9.00 g/L（以氧化镁计）,反应温度为30 ℃,反应终点pH为7.50。在此条件下镁的溶出率为74.49%,重镁水中钙的质量浓度为0.10 g/L。     

碳化作用对镁质胶凝材料微观结构演变过程的影响

为揭示碳化作用对镁质胶凝材料微观结构演变过程的影响,通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和压力试验机,对室内养护5 a龄期的镁质胶凝材料净浆试样和30 a龄期的镁质胶凝材料房梁试样进行分析。结果表明,碳化作用对镁质胶凝材料的微观形貌和物相组成影响较大。空气中的二氧化碳由表及里渗入镁质胶凝材料中,在二氧化碳渗入的过程中引起镁质胶凝材料微观形貌和物相组成的变化。镁质胶凝材料的微观形貌主要由针棒状、多孔状向块状转变,物相由5·1·8［5Mg（OH）₂·MgCl₂·8H₂O］相经2·1·1·6［2MgCO₃·Mg（OH）₂·MgCl₂·6H₂O］相最终转化为稳定的水菱镁矿和菱镁矿。由于碳化作用,镁质胶凝材料5 a龄期的抗压强度相比1 a龄期下降了22.1 MPa。因此,需要采用隔离方法处理镁质胶凝材料,以减少其碳化作用,延长其使用年限。     

铵盐体系电解锰渣中石膏的转变规律

电解锰渣已成为阻碍电解锰行业发展的瓶颈,其中锰渣含有的大量石膏是限制其资源化利用的关键。针对锰渣中石膏浸出问题,本文研究了NH₄HCO₃和NH₄Cl用量、浸出初始pH、浸出时间、浸出温度对锰渣中石膏转变规律的影响。研究结果表明,当锰渣与NH₄HCO₃和NH₄Cl之间的质量比为20∶8∶1.5、固液比为1∶5、浸出初始pH为7.5、浸出温度为70℃、浸出时间为120min时,石膏的浸出率达到90.0%;浸出锰渣主要物相含有CaCO₃、SiO₂、Ca₂Mn₂(OH)₄Si₄O₁₁·2H₂O、Mg_5.0Al₆Fe₄Si_2.5Al_1.5O₁₀(OH)₈以及KAl₃Si₃O₁₀(OH)₂等,其中浸出锰渣中MnO含量由未浸出前的7.45%提高到14.71%。转变规律表明,NH₄HCO₃与锰渣中的石膏反应转变成(NH₄)₂SO₄和CaCO₃,而NH₄Cl作为盐试剂可进一步促进石膏的溶解,从而提高石膏的浸出率。     

氨碱盐泥碳化反应宏观动力学研究

盐泥是氨碱法纯碱生产过程中盐水精制过程产生的固体废弃物,有效成分为氢氧化镁、硫酸钙、碳酸钙、氯化钠等,全球每年产生大约5 500万t盐泥,其资源化利用已成为纯碱生产企业亟待解决的问题。提出采用碳化法分离盐泥中的钙和镁,使其转化为碳酸钙和硫酸镁产品,探讨了固液比、反应温度、盐泥颗粒粒度等工艺条件对镁提取率的影响。研究结果表明：随着固液比、盐泥颗粒粒度的减小以及反应温度的升高,镁的提取率逐渐升高,当固液质量体积比（g/mL）为1/10、反应温度为50 ℃、盐泥颗粒粒度≤75 μm条件下,盐泥中镁的提取率达到96.04%;通过将实验数据带入缩芯模型中进行拟合,结果表明氨碱盐泥碳化过程符合颗粒粒径不变的缩芯模型,经计算该反应的活化能为24.22 kJ/mol,并且该过程为盐泥中氢氧化镁的溶解控制。此为碳化反应器的放大提供了理论基础。     

钙铝质矿相对碱激发矿渣氯离子固化能力的影响研究

本文提出了一类改性碱激发矿渣胶凝材料,通过在原材料中掺入额外的钙、铝质矿相(Ca(OH)₂和γ-Al₂O₃),促进材料基体中的Friedel's盐(F盐)在氯离子存在条件下的形成,进而提升胶凝材料的氯离子固化能力。本研究探讨了钙、铝质矿物含量对碱矿渣反应产物组成、氯离子固化量以及力学性能的影响。结果表明,钙、铝质矿相的额外补充可显著提高胶凝材料的氯离子固化能力,同时体系的m(Ca)/m(Al)与该能力的相关性较高。物相分析结果表明,钙质矿相的补充使得反应产物中拥有富余的Ca(OH)₂,在氯盐侵蚀作用下,富余的Ca(OH)₂全部转化为F盐或其他物相,证实了体系氯离子固化能力的增强得益于F盐的形成,即得益于化学固氯能力的提升。抗压强度测试结果,表明钙质矿物的掺入对力学性能存在一定负面影响,而铝质矿相的掺入则能够在一定程度上弥补强度损失。     

有机溶剂浸取湿法磷酸脱氟渣制备磷酸的研究

脱氟渣是湿法磷酸化学沉淀脱氟过程产生的固体废渣。分别用甲醇、乙醇和丙酮浸取脱氟渣来回收脱氟渣中的磷酸,研究了浸取时间、温度和液固比对于五氧化二磷、氟的浸取率以及浸出液磷氟比［m（五氧化二磷）/m（氟）］的影响,得到了适宜的浸取条件。浸取液经蒸发浓缩回收浸取剂后,浓缩液均可满足饲料级磷酸氢钙生产对于湿法磷酸磷氟比的要求。综合考虑浸取剂成本、五氧化二磷浸取率和浸出液磷氟比,确定甲醇为优选浸取剂,并用响应面法对甲醇浸取工艺条件进行优化。优化工艺条件下五氧化二磷的浸取率为97.13%、浸出液磷氟比为51.62,甲醇在5次循环回收利用后对脱氟渣仍有较好的浸取效果。     

钙基水热浸出赤泥脱碱试验及机制分析

以Ca(OH)₂为脱碱剂水热浸出赤泥脱碱,考察了Ca(OH)₂掺量、反应温度、液固比对赤泥脱碱率的影响,同时对赤泥脱碱过程进行机理分析和浸出动力学分析。研究结果表明,在Ca(OH)₂掺量为60%(质量分数)、反应温度为250 ℃、液固比为8 mL/g的条件下,赤泥脱碱率可达到96.3%。Ca(OH)₂可有效脱除赤泥中的游离碱和结构碱,赤泥中的钙霞石和水钙铝榴石被分解,脱碱渣中新相铁钙榴石(水合的)是主要的衍射峰,并且赤铁矿的衍射峰明显减弱,方解石的衍射峰增强。该脱碱过程受固膜内扩散关键步骤控制,线性相关系数都大于0.97,特征常数n<1,表观活化能为5.20 kJ/mol。     

镁渣固化/稳定污酸渣中重金属铜和镉

利用镁渣固化/稳定污酸渣中重金属铜和镉。向污酸渣与镁渣的混合渣料中掺杂不同浓度的铜和镉,做毒性浸出实验,用ICP检测铜和镉的含量,XRD研究渣料的物相变化。研究表明：用体积分数为1%~5%的硝酸溶液为浸提剂时浸取液中铜和镉的最高质量浓度分别为0.52、0.32 mg/L;用体积分数为1%~3%的硫酸溶液为浸提剂时浸取液中铜和镉的最高质量浓度分别为3.06、2.9 mg/L;镁渣固化/稳定污酸渣中重金属铜和镉的效果显著;污酸渣中掺杂镁渣后并没有引起渣料的物相变化,只是衍射峰的强弱发生了变化。