氨碱废液溶采二层盐制备优级液体盐工艺研究

针对内蒙古吉兰泰盐湖补水困难、二层盐硫酸根含量高、氨碱废液排量大后处理困难等技术难题,分别探究了二层盐饱和卤水混配氨碱废液制备液体盐工艺,以及氨碱废液混兑蒸馏水后溶采二层盐制备液体盐工艺。通过在线拉曼实验,测得该反应达到平衡需要1 h以上;探究了机械搅拌速率、化学反应时间、氨碱废液与蒸馏水混配比例等因素对液体盐氯化钠、硫酸根、钙离子含量的影响。结果表明：在硫酸根和钙离子物质的量比为1∶1、25 ℃、300 r/min条件下,氯化钙和硫酸钠的反应过程是二水硫酸钙结晶过程的速率控制步骤;二层盐饱和卤水混配氨碱废液制备液体盐工艺中,在相同条件下,反应120 min后分离可获得优级液体盐;氨碱废液混配蒸馏水后直接溶采二层盐制备液体盐工艺中,氨碱废液与蒸馏水体积混配比例为1∶（5.55~6.36）、25 ℃、300 r/min条件下,反应120 min后分离可获得优级液体盐。     

纯碱行业卤水中硫酸根的脱除

在纯碱生产过程中,原料卤水中一般硫酸根浓度较高,必须脱除才能生产。采用蒸氨废液（主要成分为氯化钙）去除卤水中的硫酸根,产生副产品硫酸钙,在保证硫酸根去除效果的前提下,向反应体系中加入聚丙烯酰胺作为助沉剂,有效地提高了硫酸钙的沉降速度。实验考察了聚丙烯酰胺的种类、相对分子质量、用量及体系温度、pH、搅拌时间等因素对沉降效果的影响,并比较了几种常见絮凝剂的助沉效果。结果表明,采用相对分子质量为1.2×107的阴离子型聚丙烯酰胺,用量为20 mg/L,在体系温度为50~60 ℃和pH=4~8的条件下搅拌反应30 min,得到良好的助沉效果,极大降低了硫酸钙沉淀颗粒的沉降时间,提高了生产效率。     

焦化脱硫废杂盐资源化新技术

由于HPF法焦炉煤气脱硫工艺会产生危害极大的脱硫废杂盐,本文以回避传统提盐法存在的工艺流程长、产品收率低等难题为出发点,提出硫酸铜沉淀硫氰酸根、微纳米气泡氧化硫代硫酸根、石灰表面强制沉淀硫酸根同步制氨的新技术。在实验室配制模拟脱硫废杂盐,优化新技术反应条件,实验表明,当[Cu²⁺]∶[SCN^-]摩尔比为1.2、温度为40℃、初始废液硫氰酸根浓度大于300g/L、反应80min后,SCN^-最佳去除率为99.20%;当pH=1、温度为50℃、初始废液硫代硫酸根浓度为50g/L、反应420min后,S₂O₃^2-去除率为95.18%;当[Ca²⁺]∶[SO₄^2-]摩尔比为1.5、反应温度为20℃、初始废液硫酸根浓度为500g/L,并加入5g直径5mm PP球充当研磨介质,反应240min后,SO₄^2-去除率为91.11%。     

制药循环水用无磷阻垢剂的阻硫酸钙垢性能

利用马来酸酐(MA)改性聚丙二醇(PPG)后得到的单体PPGAZMA,再与丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)通过水相自由基聚合得到无磷阻垢剂AA-AM-PPGAZMA。将合成的无磷阻垢剂进行静态阻硫酸钙实验,结果表明,当m(AA)∶m(PPGAZMA)∶m(AM)=4∶3∶1时制得的无磷阻垢剂,阻硫酸钙垢效果最佳,当其投加量3 mg/L时阻硫酸钙垢效率达到98%;此外,还考察了引发剂用量、钙离子和硫酸根离子质量浓度对阻垢剂阻垢效果的影响,引发剂用量为单体总质量的6%时效果最佳;当钙离子和硫酸根离子质量浓度达到8 000、12 000 mg/L时,阻硫酸钙垢效率仍能达到80%以上。通过扫描电镜观察发现,加入阻垢剂AA-AM-PPGAZMA后硫酸钙垢变得疏松不规整。当AA-AM-PPGAZMA加入量为3 mg/L时,阻垢率达到98%,而市售的含磷阻垢剂PBTC和PAPEMP均未达到85%。     

利用硫酸置换法盐酸酸洗废液再生实验研究

利用硫酸置换法对游离酸含量为34.52 g/L的实际盐酸废液进行了研究,考察了硫酸浓度、硫酸用量、蒸馏时间、蒸馏压力和蒸馏温度对盐酸酸洗废液再生的影响,确定了硫酸置换法盐酸酸洗废液再生的最佳工艺条件。实验结果表明,硫酸置换法盐酸酸洗废液再生的最佳工艺条件为:硫酸浓度为98%,硫酸用量为0.16 mL/2g,蒸馏时间为15 min,蒸馏压力为31.325 kPa,蒸馏温度为78℃。再生盐酸的质量分数达到20%。     

硫磷混酸废液浸出含磷污泥工艺研究

研究硫磷混酸废液浸出含磷污泥工艺条件对磷、镍、铜浸出率,浸出液中硫酸盐含量,浸出渣二水硫酸钙附着水和总磷含量的影响。结果表明,硫磷混酸废液浸出含磷污泥的优化条件为：泥酸质量比1.25,结晶诱导剂A加入量5%,含磷污泥料浆质量浓度500 g/L,浸出时间30 min,浸出温度室温。在优化条件下,磷、镍、铜的浸出率分别可达98.65%、99.37%、99.52%,浸出液中硫酸盐质量浓度可降为2 640 mg/L,浸出渣二水硫酸钙的w（附着水）为23.91%,纯度可以达到GB/T 23456—2018中二级品的要求,且浸出毒性低于GB 5085.3—2007中的限值。     

电解锰渣中氨氮的草酸浸取工艺及机理研究

电解锰渣中氨氮是限制其综合利用的主要因素,草酸浸取可高效脱除电解锰渣中氨氮。本文研究影响电解锰渣氨氮浸出的工艺条件,通过FT-IR、XRD、XPS、SEM和EDS等技术表征物质变化,通过动力学分析和热力学计算建立氨氮浸出模型、探讨浸出机理。结果表明:用浸取-洗渣二级洗涤工艺,在液固比为2、草酸用量为10%、浸取时间为20 min时,氨氮剩余浓度13.85 mg/L,除氨率达98%。电解锰渣磷酸铵盐主要存在于难溶的硫酸钙晶格中,草酸促进硫酸钙晶格间磷酸铵盐的释放。氨氮浸出速率受化学反应和界面传质混合控制,铵根离子与草酸分子1∶1配位时释放能量最多,结构最稳定。     

磷矿酸解液制备硫酸钙晶须工艺研究

首先以盐酸分解磷矿制备酸解液,再通过向酸解液中加入硫酸制备硫酸钙晶须。实验考察了加料时间、搅拌转速、硫酸浓度、硫酸根与钙离子物质的量比、氧化钙质量分数、反应温度对硫酸钙形貌及晶须长径比的影响。采用扫描电镜观察硫酸钙形貌并用Image-Pro-Plus对硫酸钙SEM图进行分析得到硫酸钙晶须的平均长径比。实验得到硫酸钙晶须的最佳制备工艺条件是：加料时间为20 min、搅拌转速为350 r/min、硫酸质量分数为40%、反应温度为70 ℃、硫酸根与钙离子物质的量比为0.2、氧化钙质量分数为5.5%,在此工艺条件下可以得到长径比达到98.84的硫酸钙晶须,且形貌均匀。     

硫酸钠型岩盐溶解实验过程研究

岩盐的溶解速率是影响岩盐开采效率与采卤浓度的关键因素。通过对江苏淮安地区的硫酸钠型岩盐在不同温度、不同氨碱废液浓度、不同流速下的溶解速率研究发现,硫酸钠型岩盐的初始溶解速率与温度和流速成正相关,与溶液中的氨碱废液浓度成负相关,溶解速率随时间呈指数衰减。实验结果表明:55℃下的岩盐的静态上溶初始溶解速率为25℃的2倍,溶液中岩盐氨碱废液与淡水体积比为1∶16的岩盐的静态上溶初始溶解速率是配比为1∶8的1.6倍,循环流量为20 L/h的溶解速率为12 L/h条件下的3.78倍。本研究为岩盐开采与氨碱废液注井水溶开采硫酸钠型岩盐工艺提供指导依据。     

含碱硅酸钠溶液的回收和利用工艺研究

添加石灰作为脱硅剂,对含硅酸钠的碱浸脱硅液进行脱硅处理后回收。将脱硅后的碱液对高硅铝土矿进行循环脱硅,考察钙硅物质的量比、苛碱浓度、初始硅浓度及脱硅时间对脱硅率的影响,并在较佳溶液脱硅条件下验证循环脱硅效果。脱硅结果表明,在碱性条件下[ρ（Na₂O）≈100 g/L],将石灰按钙硅物质的量比为1.2进行添加,反应2 h后溶液中二氧化硅质量浓度从约为7 g/L降至约为1 g/L。循环脱硅的结果表明,碱液经5次循环后,铝土矿中的n（Al）/n（Si）均大于7。这不仅为氧化铝工业生产提供了理论指导,也为碱液循环利用提供了一种有效途径。     

盐溶液种类和浓度对α-半水脱硫石膏合成的影响

为了解决脱硫石膏的大量堆存对环境造成的潜在危害,同时提高脱硫石膏的附加值,采用常压盐溶液水热法以电厂脱硫石膏为原料探究α-半水石膏的最佳合成工艺,重点研究了盐溶液种类及浓度对α-半水石膏的合成过程、合成产物组成及结构的影响。结果表明：在氯化钙、氯化镁盐溶液中,由于同离子效应和硫酸镁离子对的形成,导致半水石膏的形成过程受阻。较高浓度氯化钾和氯化钠盐溶液可使二水石膏发生转晶,其中氯化钾会致使半水石膏过度脱水生成无水钾石膏,氯化钠盐溶液可以使二水石膏转变为半水石膏并维持较长时间,通过比较得出最佳合成工艺为氯化钠溶液质量分数为15%、体系反应温度为95 ℃、固液质量比为1∶4、搅拌速率为150 r/min、合成时间为3 h,可以制得长径比约为5∶1的六方短柱状α-半水石膏。     

回收铅渣中碳酸铅工艺条件研究

研究了通过纯碱与铅渣中的硫酸铅反应转化为碳酸铅的工艺,得出了该反应的最佳工艺条件为:反应温度为70℃,纯碱浓度为2mol/L,纯碱理论用量为140%,固液比为4∶1,反应时间为4h。在此条件下,铅的浸出率可达94%。     

从熔盐电解废渣中回收钪和氟

为无害化处理熔盐电解法制备铝钪中间合金过程产生的熔盐电解废渣并回收其中的有价元素,针对熔盐电解废渣氟盐高、稀土元素钪含量低的特点,提出了一种氢氧化钠?硫酸两步浸取的全湿法处理熔盐电解废渣,回收氟、钪的新工艺。利用X射线衍射仪(XRD)、X射线荧光光谱仪(XRF)、离子色谱仪(IC)、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)、扫描电镜(SEM)对碱浸?酸浸过程中氟、钪元素的走向分布进行了系统考察。结果表明,碱浸过程中熔盐电解废渣中的氟转化成溶解度较低的氟化钠,通过水洗使氟几乎全部进入溶液,而钪留在碱浸水洗渣中,实现了氟、钪分离。利用碱浸水洗渣中的铝以难溶于酸的?-Al2O3形式存在的特性,通过酸浸将碱浸水洗渣中的钪溶解,实现了钪和铝的分离与回收。通过研究碱浸、酸浸过程中浸出剂浓度、液固比、浸出温度和时间等工艺参数对浸出率的影响,得到最佳工艺参数：碱浸过程氢氧化钠浓度100 g/L,液固质量比12:1,温度90℃,浸出时间1.5 h;酸浸过程硫酸浓度1.5 mol/L,液固质量比6:1,温度90℃,浸出时间50 min。碱浸后熔盐电解废渣中可溶性铝和氟的浸出率分别达97.12%和98.71%,氟化钠产品纯度达到98.70%,酸浸过程钪的浸出率达到92.01%。     

电石渣和碱渣综合处理工艺

对PVC生产中的废电石渣和水合肼副产碱渣的综合利用工艺进行了探讨。电石渣和碱渣在特定条件下反应生成烧碱和碳酸钙粉,烧碱浓缩后回用于水合肼装置生产次钠,碳酸钙粉送电厂作脱硫剂,经济及环保效益佳。     

氯碱盐泥生产晶须

阐述了离子膜法烧碱生产过程中盐泥的形成过程,讨论了盐泥对环境造成的污染,总结了四平昊华化工有限公司利用盐泥来生产硫酸钙晶须和碱式硫酸镁晶须的经验。     

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。     

(NH_4)_2SO_4-H_2O体系中CaSO_4·2H_2O溶解度的突变现象

在25℃、搅拌转速180 r/min的条件下,通过实验和理论研究硫酸铵浓度(≤2.50 mol/L)对二水硫酸钙溶解度的影响。结果表明:在同离子效应与盐效应的协同作用下,硫酸铵浓度为0.07 mol/L时,二水硫酸钙的溶解度发生突变。当硫酸铵浓度小于0.07 mol/L时,二水硫酸钙的溶解度随着硫酸铵浓度的增加而减小;而当硫酸铵浓度在0.07~2.50 mol/L时,二水硫酸钙溶解度随着硫酸铵浓度的增加而增加。基于活度积公式和德拜休克尔公式,建立方程预测硫酸铵浓度对二水硫酸钙溶解度的影响,该方程计算值与实验值有很高的吻合度。研究结果为优化磷石膏矿化反应器提供了理论依据。     

熔盐高效分解含钛高炉渣制备纳米二氧化钛

采用熔盐法对含钛高炉渣进行高效分解并提取含钛组分,利用含钛滤液为原料制备了纳米二氧化钛粉体。对熔盐分解含钛高炉渣进行了热力学分析,并研究了碱渣比、熔盐反应温度及熔盐反应时间对钛组分浸出率的影响和pH及水解温度对二氧化钛产品纯度的影响。实验结果表明高炉钛渣在氢氧化钠熔盐中反应生成钛酸钠在热力学上是可行的。确定了最佳的碱渣比为3:1,最佳熔盐反应温度为500℃,最佳反应时间为3 h,在此条件下钛元素的浸出率为99.8%。得出较佳的水解pH范围为0.1～0.2,最佳水解温度为100℃。实验中制备的纳米二氧化钛粒子球形度好,粒度大小均匀且分散性好,颗粒直径为100 nm左右。     

亚熔盐高效提钒铬清洁生产技术产业化应用

在亚熔盐生产线达产达效期间,对钒渣液相氧化、液固分离、钒酸钠结晶、三效蒸发等工序进行了研究。结果表明,在纳微曝气氧化及规模放大效应共同作用下,亚熔盐示范工程可实现较低温度(140~180℃)和较低压力(0.6~1.0 MPa)下钒和铬的高效同步提取,钒和铬的转化率分别为93%和85%;对不同原料来源的钒渣,纳微曝气亚熔盐技术均体现出优异的浸出性能;全自动立式压滤机采用三级逆流洗涤方式,保证了尾渣含水率低于30wt%,钒含量低于0.15wt%,铬含量低于0.05wt%;选用OSLO冷却结晶器进行钒酸钠结晶,钒酸钠结晶率达到61.5%;通过在三效系统蒸汽接口处增设减温减压器,实现循环碱液浓度由试生产初期的45wt%提高至50wt%。利用亚熔盐产线对传统钠化焙烧工艺废水处理过程中产生的钒铬泥进行钒铬浸出,在反应温度175℃、反应压力0.65 MPa、进出料速度0.25 t/h的工作条件下实现了钒铬泥中钒和铬的高效浸出,钒和铬的浸出率分别为93.68%和96.76%。当溶液中铬浓度达到25~30 g/L后,铬酸钠结晶工序可保证将每次液相氧化反应溶出的铬全部结晶析出,铬酸钠的结晶率为17.65%。