0℃时NH_4Cl-MgCl_2-KCl-H_2O四元体系相平衡研究及应用

针对盐湖氯化钾与氯化镁资源的综合开发,提出以氯化铵做盐析剂分离氯化钾与氯化镁的设想,采用等温法测定了NH_4Cl-MgCl_2-KCl-H_2O四元体系0℃时的稳定相平衡数据,依据湿渣法与X射线衍射相结合的方法对平衡固相组成进行鉴定,绘制了该体系0℃的稳定相图,发现存在7个共饱点和8个结晶区:MgCl_2·6H_2O、KCl、NH_4Cl、KCl·Mg Cl_2·6H_2O、NH_4Cl·MgCl_2·6H_2O、(K_(1-n),NH_(4n))Cl、(NH_(4n),K_(1-n))Cl和(NH_(4n),K_(1-n))Cl·MgCl_2·6H_2O。依据相图分析和计算,设计了光卤石和NH4Cl为原料分离制备铵光卤石的新工艺,铵光卤石可用于无水氯化镁的生产。     

Fe_3O_4-H_2O_2类Fenton法降解亚甲基蓝

以Fe Cl_3·6H_2O和Fe SO_4·7H_2O为原料,氢氧化钠溶液为沉淀剂,制备了磁性Fe_3O_4粒子。采用XRD、SEM方法表征,并研究了Fe_3O_4粒子对亚甲基蓝的降解作用。结果表明,Fe_3O_4粒子平均粒径为5μm,以Fe_3O_4-H_2O_2组成类Fenton反应体系降解10 mg/L的亚甲基蓝溶液,当溶液p H值为3,浓度3%的H_2O_2用量为4 m L和0.2 g Fe_3O_4粉末,9 h内亚甲基蓝的降解率可达98.69%。     

Fe_3O_4-H_2O_2类Fenton法降解亚甲基蓝

以Fe Cl_3·6H_2O和Fe SO_4·7H_2O为原料,氢氧化钠溶液为沉淀剂,制备了磁性Fe_3O_4粒子。采用XRD、SEM方法表征,并研究了Fe_3O_4粒子对亚甲基蓝的降解作用。结果表明,Fe_3O_4粒子平均粒径为5μm,以Fe_3O_4-H_2O_2组成类Fenton反应体系降解10 mg/L的亚甲基蓝溶液,当溶液p H值为3,浓度3%的H_2O_2用量为4 m L和0.2 g Fe_3O_4粉末,9 h内亚甲基蓝的降解率可达98.69%。     

Ti（HPO4）2＊1／2H2O的制备方法研究

本文介绍分别以TiCl_4,TiOSO_4-H_2SO_4及TiO_2·H_20为原料制备Ti(HPO_4)_2·1/2H_2O的方法。工作结果表明,采用TiOSO_4-H_2SO_4为原料制备Ti(HPO_4)_2·1/2H_2O,具有工艺简单、技术经济合理的优点。     

熔盐法制备片状氧化铝粉体的研究

以Al_2(SO_4)_3·18H_2O为铝源,以钠盐和钾盐的单盐或复合盐为熔盐,铝源与熔盐比例为1:4,采用熔盐法制备片状氧化铝粉体。主要探究熔融盐种类、煅烧温度和保温时间对产物氧化铝形貌和粒径尺寸的影响。通过研究得到最佳实验条件为:熔盐为Na_2SO_4+K_2SO_4复合盐,煅烧温度1200℃,保温6 h。利用熔盐法在此条件下可制备出粒径为5～20μm,厚度为100～500 nm,径厚比为30～50形貌规则、分散性良好的片状氧化铝粉体。     

阳离子交换过程的新改进

曾提出下列方法:在分离K_2SO_4晶体后,反应混合物水溶液最初含有无水钾镁矾(Langbei-nite,K_2SO_4·2MgSO_4),KCl和少量的、但是主要的物质NaCl(在室温时具有较低的结晶点),将此溶液蒸发,并迅速冷到50°—60℃,然后再冷到室温。在上述条件下析出的混合晶体含有KCl和少量的钾镁矾(Leonite,K_2SO_4·MgSO_4·4H_2O)与钾盐镁矾(Kaenite,KCl·MgSO_4·3H_2O),该     

明矾石综合利用科研情况与展望

明矾石是一种含钾、铝、硫的不溶性天然矿石,其化学式为 K_2SO_4·Al_2(SO_4)_3·2Al_2O_3·6H_2O,也可以用 K_2SO_4·Al_2(SO_4)_3·4Al(OH)_3来表示。纯明矾石理论组成为 Al_2O_337.0%、SO_338.60%、K_2O11.4%、H_2O13%。由于在自然界形成时常伴有 SiO_2、Na_2O、     

明矾石还原过程动力学研究之四—以还原明矾石为催化剂用H_2还原SO_2的动力学研究

一、前言本文系明矾石还原过程动力学研究的组成部分。主要研究以还原明矾石为催化剂,用H_2还原SO_2的反应动力学。脱水明矾石的还原过程存在着自催化反应,即反应生成的Al_2O_3及铁的化合物具有催化作用。当用半水煤气为还原剂时,其主要反应如下: K_2SO_4·Al_2(SO_4)_3·2Al_2O_3 3H_2=K_2SO_4 3Al_2O_3 3H_2O 3SO_2 (1) K_2SO_4·Al_2(SO_4)_3·2Al_2O_3 3CO=K_2SO 4 3Al_2O_3 3CO_2 3SO_2 (2)(?) (3)(?) (4)     

298.15 K下四元体系Na~+,K~+//SO_4~(2-),H_2PO_4~--H_2O固液相平衡研究

采用等温溶解法研究298.15 K下交互四元体系(Na~+,K~+//SO_4~(2-),H_2PO_4~--H_2O)的固液相平衡关系。测定了平衡溶液的溶解度数据及物理性质,包括密度,黏度,折光率。根据实验数据,绘制了相应的干盐相图,水图及物理性质-组成图。实验结果表明:在298.15 K下,该交互四元体系相图包括四个共饱和点,九条单变曲线及六个单盐结晶区域,分别为K_2SO_4,Gla(3K_2SO_4·Na_2SO_4),Na_2SO_4·10H_2O,KH_2PO_4,Na_2SO_4,NaH_2PO_4·2H_2O,其中Gla的结晶区域最大,最容易从混合溶液中结晶析出。该体系中存在复盐钾芒硝Gla(3K_2SO_4.Na_2SO_4),结晶水合物(Na_2SO_4.10H_2O,NaH_2PO_4.2H_2O),没有固溶体存在,是一个复杂的共饱和型体系。物理性质(黏度,密度,折光率)随饱和溶液中J(SO_4~(2-))的变化呈现相似规律。     

循环分解磷石膏制备高纯硫酸钙工艺Ⅱ:磷石膏分解液双极膜电渗析研究

循环利用化学试剂从磷石膏中提取SO_4~(2-)和Ca~(2+)制备高纯硫酸钙的关键步骤是从双极膜电解除杂后的磷石膏分解液中提取SO_4~(2-)和Na~+,得到NaOH溶液和H_2SO_4溶液,用于循环制备高纯度硫酸钙。本研究对此过程中的电流密度和分解液浓度进行了单因素试验分析,在不同电流密度和磷石膏分解液浓度下,考察了磷石膏分解液的电解率、电解能耗以及电流效率的差异。试验结果表明:在电流密度为47.6mA/cm2,磷石膏分解液浓度为1.143mol/L时,电解率达到99.04%,能耗1.529kW·h/kg,电流效率为62.23%,此时能耗最低且效率最高,电解效果最佳。经分析可知,酸溶液中主要含H+和SO_4~(2-),硫酸浓度达到0.924 9mol/L;碱溶液中主要含Na+和OH-,也含有少量的K+,氢氧化钠(氢氧化钾)浓度达到2.125 7mol/L。酸碱溶液中几乎不含有其他杂质,可直接返回用于循环分解磷石膏。     

双极膜电渗析技术处理磷石膏的工艺研究

磷石膏是湿法磷酸生产的固体废弃物,其有效利用对资源与环境产生重要影响。通过双极膜电渗析技术处理磷石膏,尝试将磷石膏制备成硫酸和氢氧化钙。通过单因素实验和正交实验,讨论了电压对平均电流密度、硫酸浓度、电流效率和能耗的影响。结果表明:电流效率和能耗成反比,随着电压的增大平均电流密度呈线性增加;在物料质量浓度为7 g/L、电渗析时间150 min、操作电压15 V时电流效率为75.74%,平均能耗为0.2 k W·h/mol,制备出的H_2SO_4浓度为0.045 7 mol/L,转化率为77%;Ca(OH)_2粒径呈正态分布,主要分布在30~60μm。     

硫酸钠两步转化法制备硫酸钾工艺条件研究

以硫酸法制备白炭黑产生的硫酸钠废液和工业氯化钾为原料,采用两步转化法制备硫酸钾。通过单因素条件试验和正交试验,制备钾芒硝的较优化工艺条件为氯化钾添加量为理论值的1.10倍、水添加量为理论值的3.0倍、反应时间3.5 h,制备硫酸钾的较优化工艺条件为氯化钾添加量为理论值的0.95倍、水添加量为理论值的1.6倍、反应时间为3.5 h。在上述优化条件下,所制备的K_2SO_4样品中含K_2O,Cl~-和H_2O质量分数平均值分别为53.21%,1.07%和1.57%,达到了农用硫酸钾产品质量标准(GB 20406—2006)水盐体系优等品质量指标要求。     

磷石膏在水泥生产中的应用

1 磷石膏的化学组成 磷石膏是用磷矿石与硫酸反应,制取磷酸的副产品,其反应方程式如下: Ca_5F(PO_4)_3 5H_2SO_4 10H_2O =5CaSO_4·2H_2O 3H_3PO_4 HF 刚排放的磷石膏含有25％左右的水份,呈分散的细小颗粒,外观象豆腐渣,略有异味,pH=3～4,容重约800～850kg/m~3。干燥后的磷石膏外观呈灰白色粉状,密度为2240kg/m~3。     

湿法磷酸生产副产半水石膏工艺研究

对磷石膏资源化利用进行研究。采用磷酸浸取磷精矿粉制备的磷酸二氢钙酸浸液和硫酸为主要原料制备半水石膏。将酸浸液升温除杂,加入总钙质量5%的半水石膏作为晶种,再加入n(H_2SO_4)/n(Ca~(2+))为0.9的硫酸,反应15 min,热过滤后用85℃以上热水洗涤石膏至pH不低于6,在105~110℃下干燥即可制得半水石膏。所得石膏直径10~30μm,长径比10~40,w(CaSO_4·0.5H_2O)约99.3%,符合建筑石膏标准,可替代优质天然石膏来制备建筑石膏。     

2CaSO_4·K_2SO_4复盐对硅酸盐水泥熟料烧成及水化的影响

通过高温合成2CaSO_4·K_2SO_4复盐,再将其以不同掺量掺入Ca CO3、Si O2、Al2O3和Fe2O3组成的水泥生料中,在1 450℃煅烧至水泥熟料中f-Ca O小于1%。研究了2CaSO_4·K_2SO_4复盐对水泥熟料高温烧成过程、矿物组成与结构及水化性能的影响。结果表明:2CaSO_4·K_2SO_4降低了Ca CO3起始分解温度,改变了熟料的熔融液相性质,增加了液相量,降低了矿物的最低共熔温度;2CaSO_4·K_2SO_4提高了熟料中C_3S含量,降低了C_3A和C_4AF含量,烧成熟料中C2S晶型主要为β型,也存在少量γ型,2CaSO_4·K_2SO_4使C_3S晶型由R型向M_1型转变,但晶型不随掺量改变。复盐的掺入缩短了熟料水化的诱导期,促使第二水化放热峰最大值提前出现,2CaSO_4·K_2SO_4掺量增加抑制了熟料前期和后期水化性能,提高了中期水化放热速率。     

Cr_2O_7~(2-)離子和強酸共存時的電位测定法

到現在为止,在文献中还沒有記載过工業上常用的分析硫酸或硝酸中六價鉻鹽溶液的滿意的方法。为了定量的测定H_2SO_4—K_2Cr_2O_7,及HNO_3—K_2Cr_2O_7系中的組分,我們利用已有的電位滴定方法,这种滴定是藉助於由过氧化氫在鉑上分解而得的電極進行的。没有副反应時,用鹼滴定重鉻酸鹽的酸性溶液可寫成下列反应: H_2SO_4+2KOH=K_2SO_4+2H_2O (1)     

磷石膏制备高纯硫酸钙循环工艺Ⅰ:提取SO_4~(2-)除杂热力学研究

循环利用化学试剂从磷石膏中提取SO_4~(2-)和Ca2+制备高纯硫酸钙,其中一个重要环节是用NaOH溶液分解磷石膏从中提取SO_4~(2-)得到Na_2SO_4溶液和Ca(OH)_2渣。在此过程中,热力学分析结果表明,磷石膏中的杂质主要进入Ca(OH)_2渣中,只有少量Si、Al杂质以Na_2SiO_3和KAlO_2的形式溶解进入Na_2SO_4溶液。通过绘制25℃下Na_2SO_4溶液中SiO_3~(2-)和AlO_2~-水解后各组分的热力学平衡图发现,采用控制Na_2SO_4溶液pH值的方法,可沉淀去除其中的Si、Al杂质。验证试验表明,硫酸钠溶液初始pH=13.20时,Al质量浓度为17.7 mg/L,Si质量浓度为53.41mg/L;将pH调至12左右时,溶液中已检测不出Al,Si去除率为8.48%;将pH调至7左右时,溶液中检测不出Al,Si去除率为75.89%。     

快烧对磷石膏脱水相组成及胶凝性能的影响

去除可溶磷杂质和脱水是利用磷石膏制备胶凝材料必需的处理过程。通过改变快烧温度和时间对磷石膏进行处理,分别测定快烧磷石膏可溶磷含量、脱水相组成和胶凝性能,并对几种典型快烧条件下的磷石膏矿物组成和形貌进行分析,同时与经水洗后150℃煅烧4 h制备的磷石膏胶凝材料进行对比。结果表明:快烧后磷石膏为Ca SO4·2H2O、Ca SO4·1/2H2O和Ⅲ、Ⅱ型Ca SO4组成的复相石膏体系,可溶磷杂质含量随快烧温度提高和时间延长明显降低;800℃快烧30 s得到的磷石膏胶凝材料强度最高,2 h抗压强度达到3.79 MPa;经快烧处理磷石膏的颗粒尺寸明显减小。800℃快烧30 s能有效降低磷石膏中可溶磷杂质含量,并获得较高强度的磷石膏胶凝材料;虽然相比水洗后煅烧工艺,快烧制备的磷石膏胶凝材料强度和可溶磷杂质去除率稍低,但快烧是一种具有竞争力的处理工艺。     

258.15K下五元体系Na~+,K~+//Cl~-,SO_4~(2-),NO_3~-―H_2O相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了258.15 K下五元体系Na~+,K~+//Cl~-,SO_4~(2-),NO_3~-―H_2O及其子体系Na~+,K~+//Cl~-,NO_3~-―H_2O的相平衡关系。测定了两个体系各盐的溶解度及溶液密度(冰相区除外),并绘制相图。研究结果表明:在258.15 K,氯化钠饱和时,该五元体系平衡干盐相图由四个两盐结晶区、五条单变量溶解度曲线和两个零变量点构成,四个两盐结晶区分别对应于Na Cl×2H_2O+Na NO_3,Na Cl×2H_2O+KNO_3,Na Cl×2H_2O+KCl,Na Cl×2H_2O+Na_2SO_4×10H_2O;与该体系298.15 K下的相图相比,K_3Na(SO_4)2和Na NO_3×Na_2SO_4×H_2O结晶区消失,Na_2SO_4×10H_2O结晶区扩大,相图大为简化;在258.15 K时,上述四元体系的平衡干盐相图由四个单盐结晶区(除冰区外)、五条单变量溶解度曲线和两个零变量点构成,四个单盐结晶区分别对应于Na NO_3、Na Cl×2H_2O、KNO_3和KCl;与该体系在298.15 K下的相图相比,硝酸钾结晶区扩大很多。     

25℃时四元体系KCl-MgCl_2-NH_4Cl-H_2O相平衡研究及应用

为了降低能耗,优化光卤石为原料制备铵光卤石工艺路线,采用等温溶解平衡法测定了常压25℃时KCl-MgCl_2-NH_4Cl-H_2O四元体系的相平衡数据,并绘制了相图。通过相图可知,该四元体系有7个共饱点8个固相结晶区,结晶区分别为:MgCl_2×6H_2O结晶区,KCl结晶区,NH_4Cl结晶区,KCl×MgCl_2×6H_2O结晶区,NH_4Cl×MgCl_2×6H_2O结晶区,(K_(1-m),NH_(4m))Cl结晶区,(NH_(4n),K_(1-n))Cl结晶区和(NH_(4n),K_(1-n))Cl×MgCl_2×6H_2O结晶区。以25℃该四元体系相图为指导优化设计了两条以光卤石为原料,氯化铵为盐析剂制备铵光卤石的工艺路线,并与文献中提到的工艺做了对比,选出了最优的工艺路线。