无铵电解金属锰的进展研究

近年来我国电解金属锰生产技术在节能减排方面取得了明显的进步。在传统的水溶液体系中电解时需要加入氨水来调节浸出液pH,加入硫酸铵来增加合格液中锰离子的稳定性和溶液的导电性,这将导致含氨氮废渣和废水的产生,造成严重的环境污染。与传统的水溶液相比,以离子液体为电解质的电解体系显示出良好的应用前景,他具有更宽的电化学窗口,理论电流效率可达100%,并且体系中不加入氨水和硫酸铵,可以实现无铵电解工艺。综述了Mn及Mn合金在离子液体中电解的研究进展,并指出其未来的发展方向。     

电解锰渣的理化特性分析研究

电解锰渣是电解金属锰生产过程中产生的固体滤渣,含有锰化合物、铵盐等物质。随着电解锰行业的快速发展,电解锰渣引发了严重的环境问题。实验采用XRD、TGA-DTA和SEM等手段对电解锰渣中化学成分、物相组成和矿物形貌进行分析。结果表明:电解锰渣含有大量Si、Ca、S、Al、Fe组成的化合物,主要物相包括SiO2、FeS2、CaSO4及CaSO4·nH2O。矿物颗粒之间交错堆积,发现柱状晶体颗粒。锰渣中可溶性锰离子主要以(NH4)2Mn2(SO4)3化合物存在。     

Fe/Al双金属协助电解法处理氯丁橡胶生产废水

氯丁橡胶生产废水中含有氯丁二烯等大量有机物,其可生化性差且难以处理。为了寻找合理可行、效果较好的废水处理方法,采用电解法对废水进行处理,研究了加入Fe/Al双金属对电解法处理废水的作用,并考察了不同阴极材料、溶液初始pH和电解时间对废水COD去除率的影响以及对机理进行了分析。结果表明,加入Fe/Al双金属能够协助电解法对废水中的有机物进行降解,达到提高废水COD去除率和处理效率的作用。在铁电极为阴极、电流密度为0.5 A/cm-2、溶液初始pH=7.0、电解时间为60 min的较优条件下,Fe/Al双金属协助电解法处理废水的COD去除率为77.7%。废水处理过程中,有机物在阳极被逐级氧化分解成CO2、H2O等低分子物质和少量中间产物,其中的-Cl等基团在阴极和Fe/Al双金属表面被还原降解脱除。     

LaCl3改性Nieuwland催化剂催化乙炔二聚反应

乙炔二聚反应制备乙烯基乙炔（MVA）是氯丁橡胶合成工艺中的重要过程。传统的乙炔二聚反应因Nieuwland催化体系与MVA形成的配合物的活性高,会进一步与乙炔反应形成二乙烯基乙炔（DVA）,甚至高聚物。控制Nieuwland催化剂的活性,减少DVA和高聚物的产生,提高反应选择性,可实现节能减排。加入LaCl₃以改善Nieuwland催化剂活性,调控乙炔二聚的催化行为。实验结果表明,LaCl₃-Nieuwland催化剂可抑制DVA的产生,减少DVA与乙炔继续反应形成高聚物,可提高MVA的选择性。在反应温度80℃下,MVA/DVA值从6左右提高至19,MVA选择性由80%提高至95%,高聚物的生成量大幅度减少。LaCl₃-Nieuwland催化剂具有良好的低温反应活性,60℃时,反应产物气相中MVA的体积分数达到10%。计算结果表明,传统Nieuwland催化剂存在下,MVA-乙炔反应生成DVA能垒较乙炔二聚形成MVA高379.8 kJ·mol^-1。而LaCl₃-Nieuwland催化剂存在下,MVA-乙炔反应生成DVA能垒较乙炔二聚形成MVA高686.07 kJ·mol^-1。LaCl₃-Nieuwland催化体系可强化乙炔二聚形成MVA。     

柔性桨强化高黏度流体混合的能效分析

引言搅拌混合操作广泛应用于化工、食品、冶金及环保等过程工业领域[1-4]。搅拌槽内物料的混合程度及其功率消耗是影响产品质量和设备作业效率的关键因素。当物料黏度较高时,搅拌槽内的流     

人文素质教育和科技伦理道德教育在大学化学教学中的探索与实践

大学化学是建筑环境专业重要的化素质基础课。大学化学教学中,结合科学史教育,对学生进行人素质教育．能培养学生学习的积极性和主动性,增强学生的创新意识。同时,培养学生的科技伦理道德,也是新世纪高素质建筑人才培养的重要内容。探索与实践证明,在大学化学教学中,渗透人素质教育和科技伦理道德教育收到了明显的教学效果。     

穿流-柔性组合桨强化搅拌槽中流体混沌混合特性

刚性搅拌桨在搅拌混合过程中得到广泛的应用,在搅拌容器内容易形成两种不同的混合区域:混沌混合区和混合隔离区。强化流体混合的有效途径是合理设计搅拌桨,从而调控流体混沌混合行为。实验运用Labview和Matlab软件采集和处理流体内部压力脉动信号,并获取流体混沌特性参数Kolmogorov熵,对穿流-柔性组合桨体系的Kolmogorov熵随转速的变化规律进行了研究。结果表明,相比传统刚性桨,穿流桨对Kolmogorov熵影响不大。穿流-柔性组合桨通过穿流孔与柔性部分的共同作用调控流场结构,使流体混沌混合的效果最好,在转速为180 r·min^-1时流体的混沌混合达到最佳状态,穿流-柔性组合桨体系的Kolmogorov熵为0.285,而传统刚性桨体系的Kolmogorov熵只为0.125;穿流-柔性组合桨体系的混合时间明显低于传统刚性桨体系,当转速为120 r·min^-1时穿流-柔性组合桨体系的混合时间比传统刚性桨体系缩短了17%。     

湿法磷酸固-液体系混沌混合与浸出强化行为

湿法磷酸浸出过程中,传统刚性搅拌桨的作用方式主要是剪切作用,容易形成对称性流场结构,降低搅拌效率。实验考察了桨叶类型、离底高度、搅拌速度、柔性钢丝绳长度、柔性钢丝直径对磷矿浸出率及最大Lyapunov指数(LLE)的影响。实验结果表明:刚柔组合桨通过刚-柔-流的耦合作用,改善流场的结构,提高了流体混沌混合效果。当搅拌转速225 r/min,浸出时间120 min,离底高度h=T/4,柔性钢丝绳直径d=0.42r,柔性钢丝绳长度L=1.3T时,刚柔组合桨的最大Lyapunov指数达到0.09071,磷矿浸出率提高了10.8%。另外,在相同的功耗(Pv=9890 W/m3)条件下,刚柔组合桨使反应器内的悬浮均匀度和渣中磷含量分别降低了40.8%和17.67%,有效地改善了晶体的形貌,提高了磷石膏的过滤性能,强化了颗粒的混合与浸出。     

搅拌槽内气液两相混沌混合及分散特性

传统Rushton刚性桨常应用于过程工业中搅拌反应器内的气液分散过程,但由于桨叶背后易形成较大的气穴,气液混合效果较差。为了提高搅拌槽内气液两相的混合效果,提出了一种刚柔组合桨强化气液两相的分散过程。利用LabVIEW软件处理刚性桨和刚柔组合桨体系中气液混合过程的压力脉动信号,通过Matlab软件编程计算最大Lyapunov指数（LLE）,分析气液混合体系的混沌混合行为,同时,对刚性桨和刚柔组合桨体系中的相对搅拌功耗、整体气含率、局部气含率进行测量。结果表明,在功耗为170 W,通气量为10 m³·h^-1条件下,与刚性桨相比,刚柔组合桨能够通过刚-柔-流的耦合作用促进桨叶能量的传递过程,提高搅拌体系的混沌混合程度,刚柔组合桨体系的LLE提高了8.89%。同时,在相同操作条件下,与刚性桨相比,刚柔组合桨能够有效提高相对搅拌功耗以及搅拌槽内的整体气含率和局部气含率,且搅拌槽内气体分散更为均匀。     

微波辅助高价锰还原浸出动力学研究

湿法还原浸取软锰矿是替代火法冶炼的重要途径,有利于软锰矿冶炼节能减排工作的实施。实验研究微波辅助生物质还原电解二氧化锰(EMD)和软锰矿的动力学行为。在微波功率800 W、C6H12O6/EMD质量比1∶1、H2SO4/MnO2摩尔比2∶1、H2SO4浓度1 M的条件下,研究了不同温度下锰浸出率与时间的关系。结果表明:EMD浸出遵循反应核收缩模型。同时,实验还对氧化锰矿、EMD的浸出过程。研究发现,氧化锰矿与EMD的浸出过程并不相同。氧化锰矿浸出过程为化学反应和扩散控制步骤。随温度的升高,浸出过程控制步骤由化学反应控制逐渐转为扩散控制。