干法电石渣杂质赋存及高效分离研究

电石渣中Ca(OH)₂含量达到了80%以上，针对电石渣中包含的大颗粒杂质影响其资源化利用的问题，采用了XRD,XRF, XPS, FTIR和化学分析等方法对杂质组分进行了系统分析，采用短程气固高效分离工艺对电石渣进行旋风分离，研究了旋风分离过程对杂质的分离效果和产品应用的影响。结果表明，电石渣中的碳主要以碳单质和碳酸盐形式存在，铝硅多以铝硅酸盐形式存在，硫主要以硫酸盐、硫化物和硫醇的形式存在；旋风分离后电石渣中粗颗粒显著富集，铁在粗渣中富集现象显著，铝硅和钙组分未富集，细渣中酸不溶物含量显著减少。利用电石渣制备活性氧化钙，旋风分离细渣所制备的氧化钙产品抗压强度达到了5.1 MPa，相对于原渣和旋风分离粗渣均提高了约50%；细渣制备的活性氧化钙产品中酸不溶物质量分数与原渣和粗渣相比也显著降低，为0.46wt%。本研究为电石渣的杂质分析及工业化应用提供了依据。     

1,6-己二胺与氨基甲酸甲酯非均相CeO2催化合成1,6-己二氨基甲酸甲酯（英文）

The efficient synthesis of dimethylhexane-1,6-dicarbamate (HDC) from 1,6-hexanediamine (HDA) and methyl carbonate over a series of heterogeneous catalysts (e.g., MgO, Fe2O3, Mo2O3, and CeO2) was investigated. The reaction pathway was confirmed as an alcoholysis reaction through a series of designed experiments. Under optimized conditions, 100%HDA conversion with 83.1%HDCtotal and 16.9%polyurea was obtained using a one-step with high temperature procedure with CeO2 as the catalyst. A new two-step with variable temperature technol-ogy was developed based on the reaction pathway to reduce the polyurea yield. Using the proposed method, the HDCtotal yield reached 95.2%, whereas the polyurea yield decreased to 4.8%. The CeO2 catalyst showed high stability and did not exhibit any observable decrease in the HDC yield or any structural changes after four recycling periods. ? 2014 The Chemical Industry and Engineering Society of China, and Chemical Industry Press. Al rights reserved.     

干法电石渣性质分析及乙炔气逸出行为研究

干法电石渣是电石法制乙炔过程中产生的大宗钙基固废,其中残留电石及乙炔气对资源化利用影响较大。针对利用过程乙炔气富集的安全隐患问题,对电石渣的粒径分布、矿相组成、微观形貌等进行了系统分析和表征,考察了残留电石含量变化及不同温度、湿度、振荡、晾置时间、气体置换等因素对乙炔气逸出行为影响。结果表明：干法电石渣主要物相是Ca(OH)₂,以多面体片状疏松结构存在,粒度集中分布在75 μm以下,电石残余量0~0.71%;温度升高及水分含量增加促进电石渣内乙炔气的逸出,振荡无明显促进或抑制作用;采用预先晾置与气体置换相结合的方式能够使得电石渣内乙炔气得以大量逸散,有效降低乙炔气富集燃爆风险,本工作可为干法电石渣的安全运输和利用提供依据。     

镁、铝、铁杂质对硫酸钙结晶的影响

系统考察湿法磷酸体系中Mg、Al、Fe杂质对硫酸钙结晶过程的影响规律.结果表明,Mg含量较高时会抑制硫酸钙晶体生长,湿法磷酸实际生产中Mg浓度在0.85～3.40 mol/L时对硫酸钙晶体生长产生抑制作用;硫酸钙晶体随AlPO4浓度的升高而长大,且粒径分布均匀;低浓度的Fe可以促进硫酸钙晶体生长.     

苯氨基甲酸甲酯热解制备苯基异氰酸酯的非等温动力学

采用热分析与红外联用技术对苯氨基甲酸甲酯(MPC)热解历程进行分析,结果表明,苯氨基甲酸甲酯的热解过程是一步生成苯基异氰酸酯同时释放出甲醇气体. 进一步对该热解反应进行了非等温动力学研究,对MPC的热解数据采用Flynn-Wall-Ozawa法计算得到反应活化能. 采用5种方法考察反应动力学参数,结果表明,MPC热解机理为相边界反应模型,机理函数为G(a)=a1/3,热解反应活化能E=20.52 kJ/mol,指前因子lgA=2.23,动力学方程为a1/3= 169.82exp[20.52′103/(8.314T)]t.     

湿法磷酸半水工艺考察与石膏结晶过程研究

湿法磷酸半水工艺可生产高浓度磷酸[w(P₂O₅)>40%(质量)],但在半水反应阶段磷矿易发生钝化,半水石膏结晶粒径小,造成工艺后端过滤困难,磷回收率降低。以湖北典型中低品位磷矿为原料,系统考察了半水工艺中SO₄^2-浓度、磷酸浓度、反应温度等条件对半水石膏结晶物相、形貌及粒径的影响规律,分析了优化条件下石膏杂质赋存与含量变化。结果表明,半水反应中液相硫酸、磷酸浓度会引起半水石膏物相、形貌、粒径变化,磷硫浓度提高会导致石膏晶体形貌由柱状变化为棒状、片状,粒径从70μm减小到10μm。优化工艺条件下,半水石膏较原工艺石膏P₂O₅含量降低至1.39%(质量),磷的主要存在形式为难溶性磷酸盐,同时F含量降低至0.44%(质量),其以CaF₂、AlF₃等难溶物形式存在于石膏,其他杂质含量均有所降低。本研究可为半水工艺生产过程参数优化及半水石膏品质提升提供参考。     

Si/F/K/Na杂质对硫酸钙结晶过程的影响

考察了湿法磷酸生产过程中Si, F, K和Na等杂质对CaSO4结晶过程的影响规律. 结果表明,两种碱金属对CaSO4结晶有不同作用,K有利于CaSO4晶体生长,而Na含量增加则会抑制CaSO4团聚;不同形式的K, Si和F对CaSO4结晶的作用不同,SiO2对CaSO4粒径影响不大,但会使其形貌不规则,H2SiF6会造成CaSO4晶体分散,而K2SiF6有利于CaSO4晶体生长.     

纤维增强多孔硅酸钙防火板制备及性能调控

高炉矿渣等大宗工业固废用于建材大多以规模消纳为主,而对其应用于高值功能材料中的性能调控研究较少.将高炉矿渣与氧化钙湿磨,在不同Ca/Si比和温度下制备多孔硅酸钙填料,并对其形貌、物相等进行分析.进一步将不同条件下得到的多孔硅酸钙填料与胶凝材料、添加剂等混合成型,蒸压制备纤维增强防火板材,对其常温导热系数、力学性能、高温性能、燃烧性能等系列性能进行了研究.结果 表明,通过工艺优化,矿渣湿磨Ca/Si比为1.4,反应时间为5h时制备的多孔硅酸钙填料,应用于防火板的综合性能最优,低密度板材抗折强度最高为9.11 MPa,弹性模量为4 336.70 MPa,导热系数最低为0.081 W/(m·K).固废基多孔硅酸钙填料的加入能够促进防火板中托贝莫来石物相生成,大幅提高板材的综合性能.     

利用废镁铝尖晶石砖制备免烧砖的试验研究

以用后耐火材料(废镁铝尖晶石砖)处理得到的剥离钢渣及废镁铝尖晶石为主要原料,辅以水泥制备免烧型路面砖.研究了原料配比、制备工艺对免烧砖微观结构和力学性能的影响规律.得到废镁铝尖晶石砖基免烧砖的优化原料配比和制备工艺为:剥离钢渣和废镁铝尖晶石占总料的90％,水泥10％,成型压力15 MPa.制得的固废基免烧砖常温养护28...     

熔盐电解渣磁选-焙烧-浸出提取稀土元素

以稀土熔盐电解渣为原料,提出了磁选—焙烧—浸出工艺提取稀土元素。全过程工艺考察结果表明,原料在100 mT的最佳磁场强度条件下,除铁率达到45.59%,非磁性相在焙烧浸出过程的最佳工艺条件为：焙烧温度750 ℃、CaO添加量30%、浸出温度25 ℃、盐酸浓度3 mol/L,全过程工艺的Nd、Pr的总回收率分别达到95.98%、96.15%。采用原位XRD表征结合热力学分析,明晰了焙烧过程矿相转化规律,发现在焙烧过程中REF3与CaO反应生成REO,同时CaCl2与CaO、REF3先生成REOCl,REOCl再进一步转化为REO,提高焙烧温度能够减少难溶物相REOCl的生成,促进REF3向易溶物相REO的转变,进而提高稀土浸出率。本研究可为稀土回收提供理论指导。