新型煤制油循环水系统阻垢剂的开发研究

目前,低磷、无磷的缓蚀阻垢剂已成为国内外水处理剂的发展方向。新型低磷阻垢剂TS-600和无磷阻垢剂TS-650按照GB/T16632-2008静态阻碳酸钙试验和旋转挂片试验进行了阻垢率和缓蚀率测定,开展模拟循环水动态试验。动态试验结果:在1#系统,缓蚀阻垢剂650投加量60 mg/L+20 mg/L、浓缩倍数3左右时,对碳钢管的腐蚀率为0.048 mm/a,沉积速率4.81 mcm,年污垢热阻为2.383 8×10-4 m2·℃/W、在2#系统,缓蚀阻垢剂600投加量60 mg/L、浓缩倍数3左右时,对碳钢管的腐蚀率为0.058 mm/a,沉积速率6.31 mcm,年污垢热阻为1.369 3×10-4 m2·℃/W。以上指标均符合中石化《水质管理制度》技术要求(碳钢的腐蚀率0.075 mm/a,污垢热阻3.44×10-4m2·℃/W)。完全可以取代现有的阻垢剂,达到同样阻垢效果的同时降低了成本,是现有阻垢剂的完美替代品。     

机械化学法制备载铝活性炭对矿井水的除氟性能研究

我国西部煤炭主产区矿井水中氟化物(F^-)超标问题逐年加重,已严重制约了矿区的可持续发展,提出有效的F^-去除技术是提高矿井水利用效率的关键。通过机械化学法一步固相反应制备了负载氧化铝的活性炭(Al₂O₃/C)吸附剂,该方法可同时实现Al₂O₃和活性炭的活化和吸附剂制备,制备过程不产生废液废渣,能耗低。Al₂O₃/C投加量为10 g/L时,pH值为5～10对水中F^-去除率可达到75%以上;高浓度SO₄^2-(3 000 mg/L)、Cl^-(3 000 mg/L)和腐殖酸对F^-去除影响很小,但HCO₃^-浓度为1 000 mg/L时,F^-去除率下降至23.8%,矿井水中的HCO₃^-达到730 mg/L,对A...     

累托石/壳聚糖吸附剂的制备及对锌的吸附

按浸渍法制备了累托石/壳聚糖复合吸附剂,用复合吸附剂对含Zn²⁺溶液进行了吸附试验,在试验基础上对实际电镀含锌废水进行了处理。结果表明：当壳聚糖与累托石的质量比为0.04,壳聚糖脱乙酰度为90%时,制成的复合吸附剂吸附效率较高。当水中Zn²⁺浓度低于100 mg/L时,在pH值为7,复合吸附剂用量为3.0g/L,吸附时间为40 min条件下,复合吸附剂对Zn²⁺的吸附率达99%以上,处理后的水符合国家污水综合排放一级标准。     

磁处理对Ca2+和Mg2+阻垢性能的研究

选用L16(45)进行正交试验,利用活化能的相对变化量和钙镁离子各因素最佳值的差异,研究磁场强度、离子浓度、流速和温度对循环冷却水Ca~(2+)和Mg~(2+)阻垢性能的影响。结果表明,ΔE/E0达到最佳值的磁处理因素按其主次顺序依次是离子浓度为600 mg/L、流速为0.8 m/s、温度为30℃、磁场强度为0.25 T。Ca~(2+)的最佳值依次是离子浓度为900 mg/L、温度为35℃、流速为0.2 m/s、磁场强度为0.5 T。Mg~(2+)的最佳值依次是离子浓度为900 mg/L、流速为0.8 m/s、温度为30℃、磁场强度为0.5 T。另外,负离子可削弱氢键,减小活化能,降低除垢效率。Ca~(2+)和Mg~(2+)与水分子间的氢键作用力以及二者结合生成水垢的反应程度不同,致使二者在温度和水速的最佳值出现差异,为了提高除垢效率应以Ca~(2+)的磁处理因素的最佳值为主。     

燃煤烟气微生物循环脱硫工艺研究

以氧化亚铁硫杆菌固定化生物膜和铁离子复合体系为基础构建了燃煤烟气的微生物循环脱硫工艺。以多面空心球为载体实现了氧化亚铁硫杆菌的固定化,固定化生物膜具有孔隙率高、比表面积大的特点,有利于细菌的吸附及SO₂的脱除。脱硫试验表明,SO₂入口浓度1 000 mg/m³以下,烟气流量1.0 m³/h,循环液流量40~60 L/h为适宜工艺条件。     

从仲钨酸铵结晶母液中回收钨与氨的工艺研究

以氢氧化钙或氧化钙为钙源和苛化源, 采用一步法回收仲钨酸铵结晶母液中的钨和氨。化学平衡原理分析和验证实验表明, 一步法回收钨和氨技术可行。当Ca²⁺/NH₄⁺计量摩尔比大于0.5时, 钨沉淀效果较好, 残留液中钨含量低于10 mg/L, 溶液中NH₄⁺残留浓度小于200 mg/L。     

新型含氧醚键吡啶萃取剂在氨溶液中的萃取与反萃性能研究

为了解决目前工业萃取剂对Cu²⁺选择性差以及对Zn²⁺萃取能力差的问题, 合成了一种新型萃取剂MPPE, 并考察了由MPPE组成的有机相在氨溶液体系中对Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺和Zn²⁺的萃取与反萃性能。结果表明, 在萃取剂MPPE浓度0.06 mol/L、总铵浓度1.2 mol/L、相比(O/A)1/1、混合时间5 min、pHeq=6.44条件下, Cu²⁺萃取率达到95.8％, 而Ni²⁺、Co²⁺和Zn²⁺萃取率分别为2.8%、3.7%和8.1%, 分离系数β_Cu/Ni、β_Cu/Co和β_Cu/Zn分别高达666.20、508.42和219.55。而当其他萃取条件不变, 将平衡pH值调为8.23时, β_Zn/Ni和β_Zn/Co都达最大值, 分别为137.90和74.20。在硫酸浓度1 mol/L、反萃时间6 min以及反萃相比1/1条件下对铜和锌的负载有机相进行反萃, 锌和铜离子反萃率均在97%以上。     

银离子对细菌浸出含砷铜矿中铜的影响

为了改善细菌对含砷铜矿的浸出效果,考察了添加 Ag⁺对细菌浸矿过程的影响。监测不 同 Ag⁺浓度条 件下,细菌浸矿过程中的 pH 值、Eh 值的变化和铜、砷浸出率,并对浸出渣进行 X 射线光电 子能谱（XPS）分析。研究 结果表明：在 pH 值为 1.8,Fe²⁺浓度为 0.5 g/L,Ag⁺浓度为 5 mg/L 的条件下,含砷铜矿 浸出 15 d 后,铜和砷的浸出率最 高,分别为 43.83% 和 6.01%;在 Ag⁺浓度为 0~7 mg/L 范围内,随着 Ag⁺浓度的增大,浸 出渣表面 Fe（Ⅲ）-（硫酸盐）、S⁰ 和 S _n ^2-的含量逐渐减小,砷酸盐含量变化不大;Ag⁺的加入可以有效抑制黄钾铁矾、S⁰和 S_n^2-等钝 化膜的生成,对非晶 态砷酸铁的生成影响不显著。     

响应曲面法优化蛇纹石负载羟基磷灰石去除矿区地下水氟铁锰研究

为了解决矿区地下水中F^-、Fe²⁺、Mn²⁺严重超标问题,采用湿法化学共沉淀法制备了蛇纹石负载羟基磷灰石(Srp/HAP)复合吸附剂,对地下水中氟、铁和锰进行同步去除研究。通过间歇试验和CCD(中心复合)响应优化试验,探究投加量、反应时间、pH值对F^-、Fe²⁺、Mn²⁺去除效果的影响,建立以F^-、Fe²⁺和Mn²⁺去除率为响应值的二次回归模型。对Srp/HAP进行了吸附再生试验,探究其可重复利用性。结果表明,Srp/HAP处理F-、Fe2+、Mn2+质量浓度分别为5 mg/L、20 mg/L和5 mg/L复合水样的最佳反应条件为：投加量为3.64 g/L,反应时间为120.47 min,p H=6.3,对应F^-、Fe²⁺、Mn²⁺的去除率分别为98.23%、99.9%、99.7%,出水达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749...     

硫酸镍钴锰溶液中除氟工艺研究

针对从硫酸镍钴锰溶液中除氟效率低、有价金属损失严重等问题, 开展了以Al₂(SO₄)₃·18H₂O为沉淀剂、从硫酸镍钴锰溶液中除氟新工艺研究。考察了反应pH值、Al₂(SO₄)₃·18H₂O用量、反应温度、反应时间等参数对除氟效果的影响, 结果表明, 在初始pH值5.5、氟铝物质的量比为5、反应温度40 ℃、反应时间120 min条件下, 除氟后溶液中氟浓度从初始的3.22 g/L降至0.15 g/L以下, 且引入的Al³⁺浓度低于0.01 g/L, 镍钴锰总损失率低于5%。     

天然气加工闭式冷却塔喷淋循环水系统水质稳定处理及运行研究

闭式冷却塔采用水蒸发时吸热、再由冷却液冷却的原理。喷淋循环水（冷却水）储存在闭式冷却塔的底部，工作流体（软化水或其他液体）在闭式冷却塔的冷却盘管中循环。喷淋水由喷淋系统泵通过配水系统和喷淋喷嘴喷淋在盘管表面，降低管道内工作流体的温度。在实际运行过程中，由于喷淋水（冷却水）为深井水，盐含量、硬度、碱度及硫酸根含量较高，经蒸发浓缩后，喷淋循环水水质恶化，出现严重结垢的现象，严重影响生产装置的安全平稳运行。形成的水垢主要以硫酸钙为主，清洗及清除难度较大，且频繁的清洗对设备也造成了一定的损伤。基于补水水质数据及运行工况条件，对结垢的原因和机理进行了分析讨论，筛选具有针对性的水质稳定处理剂，进行有效的水质稳定处理，加强水质检测管理，制定合理的水质控制指标，定期对填料进行人工清理，确保通风口通畅。经过上述处理后，闭式冷却塔喷淋循环水水质明显好转。浓缩倍数由原来的30倍降到了8倍；循环水Ca2++碱度为从3 820 mg/L降至1 773 mg/L；硫酸钙的LSI指数从3.8降到了2.3；换热盘滚较为干净，无明显水垢产生；循环水总铁为0.037 mg/L，远低于国家标准要求的小于2.0 mg/L，即通过有效的水质稳定处理，喷淋循环水系统结垢和腐蚀的趋势均得到了有效的控制，提高了喷淋装置的换热效率，为循环水系统的长周期平稳运行创造了有利的条件。     

银离子对钴矿石微生物浸出的影响

在微生物浸出钴矿石过程中添加银离子,考察了银离子对浸矿细菌生长、钴矿石生物浸出行为的影响。结果表明,银离子添加量对浸矿细菌的生长有直接影响,当添加量低于20 mg/L时,银离子对浸矿细菌的生长影响不大,但继续提高银离子浓度将对浸矿细菌的生长产生抑制作用;添加银离子能够加速含钴矿物的氧化溶解速率,显著提高金属浸出率,在矿浆浓度10%、浸出温度38 ℃、转速160 r/min、银离子浓度15 mg/L条件下,银离子的催化效果最佳,此时金属钴浸出率可提高28.0%,金属铜浸出率可提高26.8%。     

混凝沉淀-吸附法处理萤石选矿废水的正交试验研究

采用正交实验法,研究了混凝沉淀-吸附法处理萤石选矿废水过程中混凝剂用量、沉淀剂用量和吸附剂用量对选矿废水中Ca²⁺和COD去除效果的影响。结果表明,在混凝剂CSP-12用量12 mg/L、沉淀剂碳酸钠用量900 mg/L、吸附剂活性炭用量200 mg/L条件下,水处理效果最佳,此时Ca²⁺去除率达91.26%,COD去除率达60.54%。     

天然气加工闭式冷却塔喷淋循环水系统清洗除垢方案探讨及实施

闭式冷却塔向工艺装置区由水冷器、压缩机电机及变频器、空氮站空压机、供热系统热媒循环泵和蒸汽冷凝器等提供循环冷却水,以达到对换热介质进行降温的目的。在实际运行过程中,闭式冷却塔喷淋系统出现了严重结垢,影响换热效果,闭式冷却塔循环水温差达不到设计要求,给生产带来了不利的影响,严重影响装置的安全平稳运行。分析了喷淋系统结垢的原因,对补水水质、循环水水质及垢样成分进行了检测,结合闭式冷却塔结构及现场施工条件等因素,对清洗除垢的方案进行了探讨。确定清洗除垢方案:“碱性置换—酸性溶解”为主、高压射流水清洗为辅。现场实施效果表明,清洗方案达到了预期效果,填料上的水垢清除率达95%,盘管上的水垢去除率达85%;碳钢平均腐蚀率为0012 5 g/(m²·h),对设备安全无害;循环水温差由46 ℃提高到了74 ℃,温差提升幅度达608%,为设计温差的925%。     

电解锰渣中氨氮的无废液脱除及稳定化研究

通过调控电解锰渣体系的含水率并辅以热风控制系统,构建半湿式非均相反应体系,研究了生石灰添加量、反应时间及锰渣含水率等因素对脱除电解锰渣中氨氮的影响。结果表明,在氨氮与生石灰(NH₄⁺/CaO)物质的量比为1∶3、含水率22.4%、反应时间260 min时,NH₄⁺-N去除率为95.6%,锰渣浸出液中NH₄⁺-N浓度为37.61 mg/L。此时添加多羟基磷酸盐作为稳定剂,当NH₄⁺/PO₄^3-物质的量比为1∶2时,经稳定化处理后的锰渣浸出液中NH₄⁺-N浓度满足污水综合排放标准(GB 8978—1996)一级标准限值(15 mg/L)。该工艺实现了电解锰渣中氨氮的零废液脱除,具有重要的工业应用价值。     

银锌渣制备高纯氧化铋除铅银的研究

银锌渣经HCl-NaClO₃-NaCl 溶液浸取得到BiCl₃ 溶液, BiCl₃ 溶液中的Pb²⁺和Ag⁺含量分别高达1371.4 mg/L 和46.1 mg/L。在此BiCl₃ 溶液中, 采用银锌渣除Pb²⁺ 、Nal 除Ag⁺, 当银锌渣除铅条件为液固比10∶1、起始pH 值0.3～0.4、搅拌速度1 000 r/min、反应时间不超过15 min、加入NaI 的量为理论量的1.2～1.4 倍除银铅时, 溶液中的Pb²⁺和Ag⁺降到1 mg/L 左右, 将除Pb²⁺ 、Ag⁺后的BiCl₃ 溶液水解、转化可以制得高纯Bi₂O₃ 。     

废旧磷酸铁锂正极材料的硫酸熟化-水浸工艺研究

为提高磷酸铁锂中Fe、Li和P浸出率,同时实现高效去除Cu、Al和F,开发了硫酸熟化-水浸、铁粉置换除铜、化学沉淀-萃取二段除铝工艺。结果表明,在熟化时间2.5 h、熟化温度110 ℃、固液比4.0/1、水浸温度60 ℃及水浸时间2 h的最佳条件下,硫酸熟化-水浸工艺可将浓硫酸的使用量降至理论值的0.75倍,此时铁浸出率达95%以上,氟脱除率达74.4%; 铁粉置换除铜过程中,控制初始pH=1.2,铁粉加入量为理论值的1.2倍时,浸出液中残留的Cu²⁺浓度可降至4.9 mg/L以下; 采用化学沉淀-P204萃取二段除铝工艺,可将浸出液中Al³⁺浓度降至10 mg/L以下。     

固定化生物活性炭技术处理模拟铅锌矿山酸性废水

从湖北大冶某铅锌矿选矿废水排水沟污泥中驯化筛选出1株能够有效吸附Zn²⁺、Pb²⁺并耐低pH值的菌株T1,经分子生物学鉴定,其为芬氏纤维微菌（Cellulosimicrobium funkei）。将T1按单菌种连续挂膜法固定在活性炭上,采用固定化生物活性炭（Immobilized Biological Activated Carbon,IBAC）技术处理pH=4、Pb²⁺含量为30 mg/L、Zn²⁺含量为100 mg/L的模拟铅锌矿山酸性废水,并与单纯活性炭吸附工艺进行对比,试验结果表明：IBAC工艺对模拟废水中Zn²⁺、Pb²⁺的7 d平均去除率分别达75.28%和74.16%,处理后废水的pH值提高至6.8~7.5;单纯活性炭吸附工艺虽然在处理模拟废水的开始阶段可取得高达96.80%和95.21%的Pb²⁺、Zn²⁺去除率,但80 h后Pb²⁺、Zn²⁺的去除率分别下降到只有9.65%和12.93%,而IBAC工艺的Pb²⁺、Zn²⁺去除率始终保持在68.27%~76.25%和71.27%~77.89%的较高水平。扫描电镜捡测结果显示：活性炭挂膜后颗粒表面被T1覆盖,变得更为粗糙,孔隙更多;T1呈纤维状,吸附Pb²⁺、Zn²⁺后体积膨胀,相互间黏结性更强。以上研究成果可为IBAC技术处理铅锌矿山酸性废水的工业化提供参考。     

中性洗煤环境钢结构高效缓蚀剂的缓蚀性能研究

针对洗煤环境中碳钢腐蚀问题,研究了模拟中性洗煤水环境下五元复配缓蚀剂对45^#钢的缓蚀性能。结果表明,五元复配缓蚀剂最佳组合为:钨酸钠40 mg/L、葡萄糖酸钙140 mg/L、硫酸锌120 mg/L、苯骈三氮唑60 mg/L、聚天冬氨酸100 mg/L,该条件下缓释率为96.01%。XRD测试显示,45^#碳钢在模拟洗煤水的腐蚀产物主要成分为Fe₃O₄与FeO(OH);电化学测试表明,缓蚀剂为混合型缓蚀剂;通过金相显微镜检测发现,未加缓蚀剂的碳钢表面腐蚀严重,而添加缓蚀剂的碳钢表面较平整,碳钢表面腐蚀程度明显下降;缓蚀剂在45^#碳钢表面的吸附符合Langmuir吸附模型,复配缓蚀剂的吸附行为是自发的,且是包含物理吸附和化学吸附的混合吸附。