利用湿法酸碱调控沉降半焦粉煤渣制备高纯度氧化铁红工艺研究

针对煤化工生产过程中半焦粉煤渣存在多种杂质、阻碍其综合回收和高值化资源利用等问题，利用湿法酸碱调控沉降法工艺制备高纯度氧化铁红，研究了不同固液比、酸浸温度和时间、酸碱度以及煅烧温度和时间对回收率和纯度的影响。结果表明，酸浸过程的最佳制备条件：固液比为1∶6、硫酸浓度为3.68 mol/L、酸浸温度为160℃、酸浸保温时间为4 h;在碱式pH调控沉降体系条件下的最佳制备条件：碱源浓度为2 mol/L、pH为6.8;在煅烧过程中的最佳制备条件：煅烧温度为600℃、煅烧保温时间为2 h。在超声时间为10 min、离心转速为4 000 r/min条件下，半焦粉煤渣铁类化合物含铁质量占总质量由24.26%上升为98.12%,氧化铁红产品纯度达98.12%,回收率约为98.69%。     

硫酸亚铁制备高品质氧化铁红的新工艺研究

对钛白副产物硫酸亚铁制备高品质氧化铁红的新工艺进行了研究。本工艺以生产钛白粉的副产物硫酸亚铁为原料,通过化学方法净化钛白副产物硫酸亚铁,除杂后得纯净的硫酸亚铁,再经过脱水、煅烧等工序,得到铁磁体用氧化铁红。通过实验得到了制备高品质氧化铁红的最佳工艺条件。在最佳工艺条件下,制得的氧化铁红纯度高达99.8%,另外,所制得的氧化铁红产品还具有其他物理性能指标,如产品的晶型为α型三氧化二铁,平均粒度小于1.5 μm,松装密度小于0.35 g/cm³,水质量分数小于0.5%。     

由钛白生产副产物绿矾制备氧化铁红及硫酸铵的研究

研究了以钛白粉厂副产物绿矾为原料,采用湿法同时生产氧化铁红和硫酸铵的制备工艺,考察了煅烧温度、煅烧时间及气氛对氧化铁红产品的影响,并进行了经济效益分析。     

硫铁矿烧渣水热法制备氧化铁红颜料工艺研究

在以硫铁矿烧渣为原料、氨水为沉淀剂水热法制备氧化铁红颜料试验中,研究了总铁含量、反应温度、反应时间、pH值及n（Fe~（2＋））/n（Fe~（3＋））等因素对氧化铁红Fe_2O_3含量和颜色色相的影响。研究表明,在总铁含量2.0 mol/L、反应温度200℃、反应时间0.5 h、pH=7～8和n（Fe~（2＋））/n（Fe~（3＋））=0.11的条件下,可以获得高性能鲜红色氧化铁红颜料,并对氧化铁红产品进行XRD和SEM表征,产品质量符合国家标准要求。     

锌冶炼废渣的综合利用

研究了以锌矿提锌过程中产生的废渣为原料,采用水浸的湿法工艺,浸取液净化除杂生产硫酸锌产品;水浸渣经煅烧、脱硅制备氧化铁红的新工艺。通过实验确定的最佳工艺条件:1)硫酸锌制备工序:水浸时间为1.5 h,温度为70~80℃,液固比m(水)∶m(废渣)=0.8∶1,氧化剂双氧水的用量为10 m L/L,置换助剂锌粉的用量为2 g/L;2)氧化铁红制备工艺条件:煅烧温度为635℃,煅烧时间为1.25 h,氢氧化钠浓度为12 mol/L,碱浸温度为120℃,碱浸时间为2.0 h,在上述条件下制得的铁红产品中氧化铁质量分数为82.61%。该工艺具有资源利用充分,产品附加值高,环境污染小,工艺简单等优点。     

高锰酸钾制备实验的改进

按照实验教材给出的方法所制备的高锰酸钾含有超过50%的杂质,因此有必要对该制备方法进行改进。本文在深入分析其失败原因的基础上提出了一系列改进措施,包括用磷酸来调节K_2MnO_4歧化反应的pH值;pH控制在11～12之间;采用G4型玻璃砂芯漏斗彻底除去未反应完的MnO_2原料;利用水浴加热来蒸发结晶得到产品。实验结果表明,改进方法后所得到的产品中高锰酸钾的含量显著提高到88.34%。     

高铁煤矸石酸浸液合成氧化铁红的实验研究

以高铁煤矸石为原料,先用硫酸酸浸的方法获得含有铝离子的硫酸铁溶液;采用分步沉淀的方法,使Fe3+完全转化为氢氧化铁凝胶而与Al³⁺分离;再将获得的氢氧化铁凝胶烘干后高温煅烧;最后将煅烧产物磨粉过筛,获得了氧化铁红。确定了合成氧化铁红的工艺条件是：酸浸液中铁离子的浓度为0.31 mol/L;分离Fe³⁺与Al³⁺时,氢氧化钠溶液的浓度为1 mol/L,且控制终点pH在3.0左右;干凝胶焙烧温度为800 ℃,时间为60 min。XRD及化学分析结果表明：所得产物为氧化铁红,符合GB/T 1863-2008《氧化铁颜料》的相关要求。     

由炼钢废铁皮制备氧化铁红的研究

本文以废铁皮为原料,研究了制取氧化铁红的工艺,开辟了综合利用废铁皮制备氧化铁红的新途径。将废铁皮在250～300℃下进行焙烧1.0h,用浓度为20%硫酸加热溶解、过滤。用1:1的氨水调pH值为9～10,充分反应后得到Fe(OH)_2、Fe(OH)_3沉淀。沉淀在80℃下进行干燥1h后放入马弗炉中在800℃下焙烧1h,得到氧化铁红(α-Fe_2O_3)。     

化学共沉淀法制备纳米铋掺杂氧化锡的影响因素研究

以SnCl4.5H2O和Bi(NO3)3.5H2O为原料,氨水为沉淀剂,采用化学共沉淀法制备了铋掺杂氧化锡（BTO）纳米粉体,研究了反应温度、滴定终点pH值、铋掺杂量,煅烧温度和分散剂PEG-600对所得的纳米BTO粉体物相、晶粒度和形貌的影响,对粉末的前驱体进行综合热分析（TG-DTA）,用X-射线衍射（XRD）,扫描电镜(SEM)对产物的结构和形貌进行表征,得到共沉淀法制备纳米BTO粉体的最佳条件：反应温度60℃,滴定终点pH值为3,煅烧温度600℃;该条件下制得BTO粉体的电阻率最小为3.48Ω•cm。     

低值煤矸石酸浸物分离与纯化研究

以低值煤矸石为原料,98％硫酸作酸浸介质,采用微波加热方式提取煤矸石中酸溶物,经溶解制备酸浸液.利用煤矸石酸浸液中Fe2和Al3+、Ti4水解pH值的差异分离铝、铁、钛,制备氧化铝、氧化铁和二氧化钛产品.实验研究了煤矸石酸浸液初步分离的pH值、温度、时间对Al3+、Ti4+的水解率及铁损失的影响,并对分离液制备氧化铁红、铝钛混合物二次分离及铝、钛产品的制备工艺进行了研究,结果表明:水解最佳条件为pH =4.5、温度90℃、时间3h,水合二氧化钛洗涤pH值为1.5,此条件下获得了符合国家相关标准的氧化铝和氧化铁红产品,钛初产品二氧化钛含量达94.75％.     

朔州市区采暖期大气总悬浮颗粒物的源解析研究

应用受体模型的化学质量平衡法对采暖期朔州市市区5个监测点的总悬浮颗粒物（TSP）进行污染源的源解析.分析了朔州市TPS的主要来源,得出6类污染源对朔州市TSP的平均贡献率分别为：道路尘26.16%;原煤尘23.55%;民用煤烟尘18.96%;工业煤烟尘11.22%;土壤尘13.69%;建材尘6.47%.     

高炉烟尘真空还原过程中铅锌钾氯的挥发特性

炼铁过程中会产出大量富集铅、锌、氯、钾等元素的烟尘,这些元素的存在对烟尘中铁的循环利用有不利影响,对其分离是实现高炉烟尘高效循环利用的首要条件。本工作对高炉烟尘进行了TG-DSC综合热分析,对铅、锌、氯、钾元素的水溶特性及其在真空还原过程中的挥发特性以及还原渣中铁的物相进行了研究。结果表明,烟尘在744及963℃有明显的吸热峰,说明在此温度下有较强烈的反应发生。根据烟尘中铅、锌、氯、钾的水溶特性,定性判断四种元素在烟尘中的主要存在形式为ZnCl2, KCl, ZnO, ZnFe2O4, PbO。真空还原可有效提取高炉烟尘中的铅、锌、钾、氯等元素,在炉内压力10 Pa、1100℃保温30 min条件下,烟尘中的铅、锌、钾、氯的挥发率分别为99.90%, 99.76%, 98.31%, 99.70%;烟尘中氯的存在形式主要为ZnCl2和KCl,氯在400~600℃时主要以ZnCl2形式挥发,600℃以上以KCl形式挥发;烟尘中锌除了以ZnCl2挥发以外,在高温阶段为ZnO和ZnO?Fe2O3被还原为金属锌而挥发;钾的挥发以KCl为主,铅的挥发是PbO被烟尘中的碳还原为金属铅蒸气而挥发。高炉烟尘中铁主要为Fe2O3,通过真空还原在895℃保温30 min,Fe2O3被还原为Fe3O4, FeO和Fe,在1075℃保温30 min时Fe2O3基本转变为结晶度较好的Fe。     

基于核磁-能谱实验的中变质烟煤煤尘低润湿性分析

为从微观角度分析中变质烟煤的低润湿特性,以巨野煤田赵楼气肥煤为例,选用核磁共振（NMR）与X射线光电子能谱（XPS）手段对其微观分子结构进行实验,并分析了分子结构参数对其润湿性的影响规律。结果表明,赵楼气肥煤煤尘的芳香度为0.77,芳香结构含量较高,且主要以质子化芳环为主;脂肪链结构中以链状烷烃和环烷烃侧链为主,且存在一定的甲基侧链;煤尘表面含氧官能团主要为醚基（C-O-C）,其次为羰基（C=O）与羟基（C-OH）,含量最少的是羧基（COOH）,上述4种含氧官能团含量之比约为4∶2∶2∶1.5。赵楼气肥煤煤尘不仅芳香度较高,芳香簇尺寸较大,缩合度偏高,而且烷基侧链少而短,导致煤尘分子结构单元表现出较强的疏水性;而对表面亲水性贡献较大的羧基（COOH）和羟基（C-OH）含量却只占表面含氧官能团总量的13.53%、21.45%。因此,受微观分子结构的影响,赵楼气肥煤煤尘总体表现出疏水性的特点,润湿性较差。     

捣固焦炉消烟除尘车的改造

焦炉是焦化生产的主要设备,也是焦化厂生产过程中的最大污染源。原焦炉装煤过程产生大量烟尘,采用炉顶消烟除尘车除尘。消烟除尘车处理效果不理想,释放大量烟尘。针对捣固焦生产过程中焦炉在装煤过程产生的大量烟尘,采用拦焦车集尘罩导入消烟除尘车二者配合除尘,进行了2次改造。第2次改造后采用间距为500 mm,互相垂直的2组折流板结构,2组折流板底部各增加1组旋向相反的螺旋喷淋器,洗涤折流板,除尘效果良好,烟气排放达到并优于环保标准,烟尘排放量远低于国家标准,减排效果显著。     

砷锑烟尘中砷与锑的选择性氧化分离

通过热力学计算,结合XRD和化学滴定分析,对选择性氧化法处理砷、锑烟尘过程中砷、锑的行为进行了实验研究. 结果表明,烟尘中砷、锑挥发率均随焙烧系统中氧浓度升高而逐步降低,其中铁、铅等金属氧化物可将砷物相固定成稳定的Fe3(AsO4)2和Pb3(AsO4)2,从而影响砷的挥发脱除;影响砷脱除效果的主要因素为焙烧温度,O2环境下对砷、锑烟尘进行控制氧势两段焙烧法处理,温度973 K,前期氧气流量30 mL/min、时间30 min,后期氧气流量40 mL/min、时间60 min时,砷脱除率达60.79%,锑挥发损失率为9.78%,实现了烟尘中砷、锑的有效分离.     

燃烧源排尘粒度分级的测试

通过对大量的炉窖排尘的测试,给出了不同炉型烟尘粒度分级,从中看出排尘中飘尘和微粒占有较大的比重,对环境和人群危害是较大的,应引起人们足够的重视。     

Tribological and Microstructure Examination of Environmental Waste (Marble Dust) Filled Silicon Bronze Alloy for Wear Resistant Applications

In the present work, marble dust particulate filled silicon bronze (SiBr) alloy composites were fabricated in five different weight percentages (0 wt.%, 2.5 wt.%, 5 wt.%, 7.5 wt.% and 10 wt.% of MD). The main focus of this work was to study their physical and dry sliding wear behavior for rolling elements. The void contents of the particulate filled alloy composites decreased with the increase in marble dust content in the composites up to 7.5 wt.% of marble dust (MD). Similarly, the hardness of the filled composites showed an increasing trend with the increase in hard marble dust content in the alloy composites i.e. 119.25 Hv to 181.5 Hv for 0 wt.% to 7.5 wt.% addition of MD particulates. However, both the void content and hardness showed inferior properties in higher weight percentages of marble dust content. The Taguchi design of experimental (L ₂₅ orthogonal array) technique was implemented to find out the dry specific wear rate of the unfilled and marble dust filled SiBr alloy composites. A scanning electron microscopy (SEM) study was performed to study the wear mechanism of the worn composites along with atomic force microscopic (AFM) analysis to predict the surface profile of the worn particulate filled alloy composites.     

焦炉烟尘治理

介绍焦炉装煤和出焦烟尘处理系统的工作原理、特点,除尘效率达99％以上,从而使炼焦生产过程中环境污染的问题基本上得以解决。     

炼钢厂转炉二次烟尘治理实践

介绍了转妒厂二次烟尘的产生,并提出了治理二次烟尘的技术措施：通过烟尘的工艺参数、风量的确定,除尘流程的分析,确定除尘器和风机参数;经除尘后烟气排放质量浓度≤30mg／m3,操作现场含尘量达到国家标准。     

烟煤和白煤结构表征及煤净洁添加剂的研制

运用远红外傅立叶变换光谱、超导核磁、光栅发射光谱、元素分析、X射线荧光光谱等分析测试手段,对烟煤和白煤的基本结构单元进行了表征。研究表明,白煤骨架中的芳环聚合度比烟煤大,碳支链较烟煤少;而且在白煤骨架中部分三维碳骨架中可能存在C—O—Si—O—C化学键。研制出了型煤净洁剂,将其与白煤粉、烟煤粉进行拌合,冷压后制成的型煤着火点降低,燃烧速度加快,不仅燃煤效率提高了20%,而且消烟除尘效果已达排放标准,有害气体二氧化硫降低了48%。