表面改性对超细氢氧化镁过滤性能和沉降性能的影响

以氯化镁溶液和氢氧化钠溶液为原料制备超细氢氧化镁阻燃剂,在制备氢氧化镁浆料时添加表面改性剂硬脂酸、硬脂酸钠、钛酸丁酯和葡萄糖及其复配改性剂进行在线改性,在改善超细氢氧化镁表面性能的同时提高其过滤性能,并考察表面改性对氢氧化镁浆料沉降效果的影响。实验结果表明：以硬脂酸、硬脂酸钠、钛酸丁酯和葡萄糖作改性剂时,滤饼比阻相比未添加表面改性剂时分别减小了58.27%、41.42%、53.23%和51.93%;沉降速率从未添加表面改性剂时的6.645×10?7m/s分别增大至1.25×10?5m/s、0.667×10?5m/s、1.025×10?5m/s和1.104×10?5m/s。若将改性剂进行复配使用,效果比单独使用其中任何一种都要好。     

影响氢氧化镁粉体过滤速率的工艺研究

采用沉淀法制备超细Mg(OH)2粉体,通过选择单一、混合沉淀剂和控制沉淀剂的比例、反应温度,并且采用水循环真空泵测定氢氧化镁的过滤速率。实验结果表明:当转速约为200r/min,物料添加速度约为3mL/min,搅拌时间为0.5h时,复配沉淀剂对超细Mg(OH)2晶体过滤速率有明显的提高。随着反应温度的升高,过滤速率呈现先增大后减小的趋势。通过提高过滤速率,有助于实现整个沉镁过程的精确控制和连续化操作,降低了生产成本。     

氢氧化镁制备过程中沉降速率的初步研究

以氯化镁、碱液和表面活性剂等为试验材料,对沉镁反应中颗粒沉降过程进行初步研究,从而得出结论:当氢氧化钠浓度为1.5mol/L,采用正向加料方式的沉镁反应速率高于反向加料方式;沉淀剂采用氨水使得沉降速率有所提高;沉镁反应速率随着葡萄糖浓度的增加呈锯齿状波动,并确定了最优值;并且随着Mg²⁺浓度的增加,氢氧化镁的沉降速率有降低的趋势;最佳操作温度为60℃;最佳pH为9.87。     

表面活性剂水热改性氢氧化镁表面性质

氢氧化镁作为无机阻燃剂具有一系列的优点,但存在与聚合物相容性不好、降低材料性能的缺点,表面改性是解决这些问题的主要方法.采用水热技术,用表面活性剂改性氢氧化镁表面性质,以氢氧化镁在液体石蜡中的沉降时间作为其表面改性的参考指标.结果发现,氢氧化镁经改性后可以均匀分散在液体石蜡中,具有良好的疏水亲油性.其中表面活性剂Tween-20和Span-80的最佳用量为5%,硬脂酸钠和油酸钠的最佳用量为8%.不同表面活性剂复配具有协同增效作用,比单一表面活性剂改性更有效地提高了氢氧化镁表面亲油性.     

氢氧化镁阻燃剂分散性的研究

选取三类常见阴离子表面活性剂,硬脂酸、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠,并以两两组合形式进行复配,重点研究阴离子复配改性剂对氢氧化镁阻燃剂的分散效果。经实验得到,十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠的复配组合改性效果最佳,并且在复配改性剂用量为6%,改性温度为70℃,改性时间为60 min时,达到最佳改性效果。利用激光粒度仪,测得改性后氢氧化镁颗粒的平均粒径约为1.9μm。     

硬脂酸湿法表面改性氢氧化镁阻燃剂的研究

主要研究了硬脂酸(SA)湿法表面改性普通氢氧化镁的工艺过程,其改性效果由活化指数H进行表征.研究了不同反应温度、搅拌转速、反应时间对活化指数的影响,同时,利用FT-IR,SEM,TG对硬脂酸表面改性的氢氧化镁进行表征.结果表明:当反应温度为85～90 ℃、搅拌转速为400 r/min、反应时间3 h、硬脂酸用量为2%(占氢氧化镁干粉的质量分数)时,其活化指数达到96%;普通氢氧化镁由亲水性完全转变成亲油性;改性后的氢氧化镁分散性更好,热分解温度更高.FT-IR,TG分析表明:硬脂酸分子在氢氧化镁粉体表面发生吸附键合,形成了新的化学键.     

改善氢氧化镁过滤性能的实验研究

以六水氯化镁为原料,氢氧化钠为沉淀剂,采用沉淀法制备氢氧化镁阻燃剂,为解决所得氢氧化镁浆料难过滤的问题,提出在制备过程中添加表面活性剂,考察了加料方式、表面活性剂种类、表面活性剂添加量等因素对氢氧化镁浆料过滤性能的影响;对制备的产品进行化学组成分析并通过透射电子显微镜表征形貌和粒径大小。结果表明：采用双滴加的加料方式,乙氧基化烷基硫酸钠（AES）为表面活性剂,AES添加量为4%（质量分数）的反应条件,可以显著提高氢氧化镁浆料的过滤性能,并且制得质量符合HG/T 3607-2007《工业氢氯化镁》Ⅰ类标准要求的氢氧化镁产品;透射电子显微镜结果表明得到的产品形貌为六方片状,平均粒径为50 nm,无团聚现象。     

阳离子型聚丙烯酰胺对含超细氢氧化镁浆料过滤性能的影响

为解决超细氢氧化镁颗粒细、易团聚导致的难过滤问题,本文考察了添加剂种类对含超细氢氧化镁浆料过滤性能的影响,系统研究了阳离子型聚丙烯酰胺加入方式、添加剂用量比、反应温度、反应时间和搅拌速率等因素对过滤速率的影响,采用X射线衍射仪（XRD）、热场发射扫描电子显微镜（SEM）对反应过程中得到的氢氧化镁晶体结构、形貌、粒度等进行表征分析,结合傅里叶红外光谱仪（FTIR）探究了聚丙烯酰胺分子与氢氧化镁晶体的结合机制,总结了阳离子型聚丙烯酰胺提高含超细氢氧化镁浆料过滤性能的机理。结果表明：阳离子聚丙烯酰胺的添加量为理论氢氧化镁质量的0.7%,反应温度60℃,搅拌速率250r/min,超细氢氧化镁浆料的过滤速率最大为545mL/(m²·s),体系黏度最低为8.64mPa·s,氢氧化镁的平均粒径为138nm。过滤性能提高的机理为：阳离子聚丙烯酰胺中的酰胺基团与氢氧化镁分子中的羟基通过吸附架桥方式结合形成长链分子,使氢氧化镁颗粒之间分散性提高,减少相互间的团聚,提高整体过滤速率。     

花球状氢氧化镁制备过程中的颗粒形成机理研究

随着阻燃剂相关应用领域的不断发展,普通型氢氧化镁阻燃剂已经无法满足工业生产需求。特殊形貌氢氧化镁添加到高分子材料中,除拥有阻燃效果外,还可以发挥普通型氢氧化镁所不具备的作用。本文介绍了一种以硫酸镁为原料制备花球状氢氧化镁阻燃剂的方法。使用SEM对产品形貌进行表征,研究了表面活性剂、硫酸镁浓度、搅拌速率等因素对所得产品形貌的影响;对以硫酸镁为原料制备氢氧化镁过程中颗粒形成机理进行推测和验证。     

纳米氢氧化镁的制备及其原位改性

以六水氯化镁为原料,氢氧化钠为沉淀剂,采用双向沉淀法,在制备过程中引入表面活性剂制备表面有机化的纳米氢氧化镁,同时提高氢氧化镁浆料的沉降性能。以吸油值、接触角衡量氢氧化镁的改性效果,考察了表面活性剂对氢氧化镁改性效果及氢氧化镁浆料沉降性能的影响。利用纳米粒度仪和红外光谱仪对产物的粒径和结构进行表征。结果表明,不同的表面活性剂对氢氧化镁的改性作用存在一定的差别。在制备过程中,油酸的引入对氢氧化镁的改性效果最好,改性后氢氧化镁的接触角和吸油值明显提高,同时改善了氢氧化镁浆料的沉降性能。FTIR分析证明油酸成功地吸附在氢氧化镁表面。     

SDS/MAP复配表面活性剂改性纳米氢氧化镁作用机理研究

十二烷基硫酸钠（SDS）/磷酸酯（MAP）复配表面活性剂作为改性剂,对纳米氢氧化镁进行改性研究。通过X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、红外光谱分析（FT-IR）、BET法比表面积测定和在液体石蜡中的悬浮液体积测定等手段,研究了SDS与MAP以1︰1的质量比复配时其添加量对改性纳米氢氧化镁性能的影响,并初步探讨了改性机理。结果表明：随着SDS/MAP添加量的增加,样品表面的疏水性能呈现先增加后减小的趋势,其用量为样品质量的0.2%时达到最大值;粒径呈现先减小后增大又减小的变化规律,其用量分别在0.2%和0.5%时出现拐点;比表面积的变化规律与粒径一致。说明在水相中随着SDS/MAP添加量的不同,其可能分别以双分子层和单分子层吸附于氢氧化镁颗粒表面。     

In situ synthesis of hydrophobic magnesium hydroxide nanoparticles in a novel impinging stream-rotating packed bed reactor

Hydrophobic Mg(OH)_2nanoparticles were successfully synthesized via an in situ surface modification method in a novel impinging stream-rotating packed bed(IS-RPB) reactor using oleic acid(C_(17)H_(33)COOH, OA) as a surface modifier, magnesium chloride hexahydrate in the presence of ethanol as a precursor, and sodium hydroxide as a precipitant. The products were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR), Field emission scanning electron microscopy(FESEM), X-ray diffraction(XRD), and thermogravimetry-differential scanning calorimetry(TG-DSC). Compatibility with organic solutions was determined by sedimentation tests. The prepared nanoparticles exhibited regular hexagonal lamella with an average diameter of 30 nm when OA is added to the reaction system; this result indicates that OA regulates the morphology of the Mg(OH)_2nanoparticles.XRD revealed that the high-purity Mg(OH)_2product presents a brucite structure, and the I_(001)/I_(101) of hydrophobic Mg(OH)_2(0.86) was higher than that of the blank Mg(OH)_2(0.63). FTIR analysis showed that OA bonded to the surface of the Mg(OH)_2. Compared with the blank Mg(OH)_2product, the product obtained through the proposed method possesses excellent hydrophobic properties, including a high water contact angle of 101.4° and good compatibility with liquid paraffin. TG-DSC analysis indicated that the total percentage of mass loss of hydrophobic Mg(OH)_2(40.88%) was higher than that of the blank Mg(OH)_2product(33.18%). The in situ surface modification method proposed in this work presents potential use in the large-scale production of Mg(OH)_2nanoparticles.     

水合硝酸镁热解过程研究

水合硝酸镁是红土镍矿硝酸湿法冶金工艺中产生的副产品,其资源化利用是决定湿法冶金工艺绿色化工艺链条贯通的关键环节之一。水合硝酸镁热解生产氧化镁是其资源化利用最具潜力的发展方向。为此,以稳定的硝酸镁水合物——六水硝酸镁为实验物料,采用热重分析（TG-DTG）、红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）和差示扫描量热分析（DSC）等技术手段研究了其热解基本过程,旨在为水合硝酸镁资源化工艺参数的确定提供理论支撑。研究结果表明,水合硝酸镁热解过程可以分为脱水和分解两个阶段：脱水阶段,六水硝酸镁在68~170 ℃失去4个结晶水生成二水硝酸镁,二水硝酸镁在170~389 ℃失去2个结晶水生成无水硝酸镁;分解阶段,无水硝酸镁在389~510 ℃分解生成氧化镁、二氧化氮和氧气。六水硝酸镁热解过程是一个吸热反应,其反应热约为940.50 J/g。     

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。     

多组分氯盐体系镁锂分离规律初探

以Na₂CO₃为沉淀剂,初步研究了多组分氯盐混合体系（0.6 mol MgCl₂+1.1 mol LiCl+3.2 mol NaCl）中选择性沉镁的工艺规律。结果表明：在25~80 ℃,总C与总Mg物质的量比[n（C_T）/n（Mg_T）]为 0.8~1.1时,25 ℃形成针状MgCO₃·3H₂O,40 ℃以上形成Mg₅（CO₃）₄（OH）₂·4H₂O不规则片状团聚微球,其中40~50 ℃形成的片状物较为分散且粒径较小,导致固液分离困难。40 ℃时沉镁率最低。温度越高,Li₂CO₃越易形成,沉锂率越大。n（C_T）/n（Mg_T）越大沉镁率和沉锂率越高。室温（25 ℃）、n（C_T）/n（Mg_T）=1.0时,沉镁率达98%以上,且沉锂率<0.1%,镁锂分离效果最好。     

含钙镁废渣综合利用的现状及展望

钙镁型废渣可分为氢氧化钙型、碳酸钙型,根据其中镁含量高低,又可分为高镁型和低镁型,只有高镁型废渣才需要对镁元素进行分离回收;常见的钙镁型废渣有电石渣、碱渣、皂化废渣、磷尾矿等。对钙镁型废渣充分综合利用的现状总结归纳为：氢氧化钙型废渣需通过浸取、过滤分离、浸取液碳化等主要化学物理分离步骤;碳酸钙型废渣需要经过煅烧分解、消化浸取、过滤分离、浸取液碳化等化学物理分离步骤,就可实现将钙元素以轻质碳酸钙（PCC）的形式分离出来;如果是高镁型废渣,则需要增加残渣中氢氧化镁的二氧化碳碳化、过滤分离、氨水沉淀分离或碳酸氢镁热解等化学物理步骤来实现镁元素的分离回收。展望未来,钙镁型废渣充分综合利用是一类兼具环境效益、社会效益和经济效益的循环经济项目,值得关注、重视与推广。     

镁铝水滑石的水热合成及表征

用一步水热法制得的氢氧化镁作为镁源,采用高过饱和共沉淀水热法制备镁铝水滑石。考察了水热温度、水热时间、氢氧化镁合成条件、晶种等条件对合成水滑石的晶体结构、尺寸、形貌及比表面积的影响。结果表明：采用水热温度为150 ℃、水热时间为3 h合成的氢氧化镁作为原料时,在水热温度为190 ℃、水热时间为12 h条件下制得水滑石的比表面积最小,形貌和结构规整;原料氯化镁中三氧化二硼杂质质量分数为0.020%时,会促进水滑石晶粒径向尺寸和厚度的增加;添加晶种会明显减小水滑石的比表面积,最佳添加量为0.5%（质量分数）。在以上最佳条件下,最终制得水滑石的比表面积达到10.33 m ²/g,水合粒径为878 nm。     

Al（OH）3@Zn（OH）2双层包覆氧化铁黄合成及其耐热性能研究

采用共沉淀法对铁黄颜料进行Al（OH）₃/Zn（OH）₂双层异相包覆,提升其耐热性能,并通过XRD、TG-DTA、FT-IR、SEM&EDS等手段对包覆前后铁黄颜料的微观结构进行表征。研究结果表明,包覆质量分数为40%的Al（OH）₃时铁黄颜料的耐热性能较好;第二层包覆Zn（OH）₂,最优包覆质量分数为30%,样品在240 ℃时色差值为1.84。XRD测试结果表明,Al（OH）₃和Zn（OH）₂包覆并没有改变氧化铁黄的特征峰,两者可能以无定形态包覆在铁黄粒子表面。SEM、EDS、FT-IR测试表明,Al（OH）₃/Zn（OH）₂已成功对铁黄颜料进行了包覆;此外,还出现了片状结构对应Al（OH）₃自身成核现象,包锌后出现了团聚现象。TG-DTA表征显示,包覆后样品升温脱水分两步,低温吸热峰对应包覆层物质的脱水,高温吸热峰偏向更高温度,对应包覆颜料耐热性能的提升。     

垃圾焚烧飞灰中氯元素存在形态及深度脱氯的研究

垃圾焚烧飞灰中的氯含量影响其在水泥窑协同处置生料中的占比,因此需要对飞灰做脱氯处理。利用XRD对飞灰氯元素的存在形态研究表明：氯元素以水溶性氯和非水溶性氯2种形态存在于飞灰中,炉排炉飞灰的水溶性氯化物为CaCl₂·Ca（OH）₂·H₂O、CaClOH、CaCl₂·2H₂O、KCl和NaCl,非水溶性氯化物为AlOCl和Ca₁₀（Si₂O₇）₂（SiO₄）Cl₂（OH）₂等;流化床飞灰的水溶性氯以CaCl₂·2H₂O和KCl形式存在,非水溶性氯以AlOCl、Ca₁₀（Si₂O₇）₂（SiO₄）Cl₂（OH）₂和Ca₄OCl₆等形式存在。对水洗脱除水溶性氯的研究结果显示：对于炉排炉飞灰,控制液固比（mL/g,下同）为10+4+2、3次常温水洗,水溶性氯脱除率达97.01%;对于流化床飞灰,控制液固比组合6+6+4、3次常温水洗,水溶性氯脱除率达99.17%;酸、碱洗及高温煅烧均能降低飞灰非水溶性氯含量,其中煅烧处理后的炉排炉飞灰残氯质量分数为0.36%、流化床飞灰为0.45%。     

盐湖高锂卤水中硫酸根的分离与锂的迁移

以盐湖高锂卤水为原料,采用化学沉淀法,以无水氯化钙作为沉淀剂,脱除卤水中的硫酸根。详细考察了原料配比（钙离子与硫酸根物质量的比）、加料方式、加料时间、反应时间、搅拌转速和反应温度等条件对除硫率的影响,同时重点研究了反应过程中锂的夹带损失率和生成锂的复盐形式。得到除硫的适宜条件：原料配比为1.2,加料方式为正向加料即氯化钙溶液加入卤水中,反应温度为25 ℃,加料时间为24 min,搅拌转速为150 r/min,反应时间为60 min。在该实验条件下卤水中硫酸根的脱除率达到99.02%,锂的夹带损失率达到27.71%;通过扫描电镜可以得到沉淀产物的形貌,通过XRD表征结果可以说明在分离硫酸根的过程中锂离子主要是以Li₂SO₄·H₂O和LiAl₂（OH）₇（H₂O）₂的形式夹带损失。