碱类生产的相图分析 第二章 氨碱法碳酸化过程的相图分析

氨碱法生产在工业上实现已有百年多的历史了,自从本世纪初费多齐也夫首先制出并应用氨碱法相图以来,有不少新的研究发表,对费多齐也夫的工作作了修正和补充。但是在许多制碱专著中,很少引用这些比较新的文献资料,而只采用费多齐也夫的陈旧和错误数据。至于应用相图来解决实际工艺问题就更赋缺如。     

从硼镁矿硫酸分解液中分级结晶硼酸和水镁矾

目前在中国用硫酸分解硼镁矿直接制取硼酸（一步法）的B2O3收率不高。对硼酸母液的利用方法主要有将硼酸母液蒸浓后冷却制硼镁肥；蒸浓冷却至室温再用浮选法或重选法进行分离；加入MgCl2做盐析剂等方案，但都存在一定的问题。经分析25，100℃H3BO3-MgSO4-H2O体系相图，确定了从硼镁矿的硫酸分解液中分级结晶硼酸和水镁矾的生产工艺，并指出可以采用冷却式Oslo结晶器结晶硼酸以获得大粒晶体；用蒸发式Oslo结晶器结晶可以获得大粒水镁矾晶体，并可确保水镁矾离心机安全运转.     

NaCl-Na_2SO4-NH_3-H_2O体系相图和氨法除硝

作为氨法除硝的理论基础,本文测定了NaCl—Na_2SO_4—NH_3—H_2O四元体系的溶解度并绘制成相图。再在此基础上对氨法除硝的可能性进行了讨论。     

10℃下K~+,Ca~(2+)//Cl~-,SO_4~(2-),36%NH_3-H_2O体系相图的研究

为了探讨CaSO4·2H2O和KCl复分解生产K2SO4的工艺及最佳生产条件,特用恒温法研究了10℃K+,Ca2+//Cl?,SO42?,36%NH3-H2O体系相图。溶剂NH3-H2O中氨的浓度之所以选为36%,目的在于扩大K2SO4及CaSO4·K2SO4·H2O的结晶区;反应温度选为10℃,可降低氨的蒸气压。研究结果表明:在上述条件下,体系中存在K2SO4和CaSO4·K2SO4·H2O、CaSO4·K2SO4·H2O和CaSO4?2H2O的共饱线;存在K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl以及CaSO4·2H2O-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点;K2SO4结晶区要比25℃,溶剂NH3-H2O中氨的浓度为25%的同体系相图大得多;K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点更偏向氯化钙一角,因此有利于CaSO4?2H2O和KCl复分解生产K2SO4;最佳工艺条件为2KCl(mol):CaSO4(mol):36%NH3-H2O(kg)=1:0.9023:0.5740,KCl的理论转化率可达90.22%;若想进一步提高KCl的理论转化率,必须加大氨的浓度。     

湿法合成纳米羟基磷灰石粉末的研究

对以硝酸钙和磷酸氢二锭为先驱体,在水及水－乙醇两种体系下采用温法制备纳米羟基磷灰石粉体进行了研究,研究发现溶剂体系,反应温度,凝胶清洗用剂及洗滤次数对所得的粉体粉度有较大的影响,在适当的条件下制备出了粒度为20－50nm的羟基磷灰石的超细粉体。     

超声波在碱式氯化镁结晶中的应用研究

将频率为33KHz,功率为250W的超声波引入Mg_3(OH)_5Cl·4H_2O的结晶过程中,使过饱和溶液的诱导期缩短,结晶过程由12小时转变为4小时。超声波的频率愈高,成核速度越快,诱导期越短,结晶完全所用的时间也愈短。     

尿素-纯碱-氯化铵联合生产工艺研究(第三报)——尿素-纯碱-氯化铵联合生产流程

本文在第一报所研究的Na~+,NH~+_4/HCO_3~-, Cl~-,(NH_2)_2CO——H_2O体系相图的基础上,奠定了从尿素——氯化钠的水溶液进行碳酸化制取碳酸氢钠的理论,在第二报所研究的(NH_2)_2CO——NH?Cl——NaCl——H_2O四元体系相图为从碳酸化母液中分离出(NH_2)_2CO——NH?Cl混合肥料的生产工艺提供了理论指导.从这两个相图出发,设想出尿素——纯碱——氯化铵的联合生产原则性流程.并进行了详细的理论计算.     

采用二乙醇胺作活化剂的碳碱法生产硼砂

对碳碱法生产硼砂工艺进行了改进,窑气经压缩后先顺次串联通过2台碳解罐,用碳酸氢钠作反应剂,将硼矿粉分解为硼砂。使出口气体中的二氧化碳体积分数保持在18%~19%。由于以碳酸氢钠代替了碳酸钠,和出口气体中的较多的二氧化碳,可使反应时间缩短1/2。碳解罐的出口气体依靠自身的压力,串联通过2座碳酸化塔,在二乙醇胺活化下,将碳酸钠碳酸化为碳酸氢钠,过滤后送入碳解罐中作为反应剂。由于碳酸化塔不需搅拌,因此动力可以节省1/2。通过与变压吸附法相比,每吨硼砂可节省动力19 kW.h。     

10℃下 K+, Ca2+∥Cl-,SO42-,36%NH3-H2O体系相图的研究

为了探讨CaSO4·2H2O和KCl复分解生产K2SO4的工艺及最佳生产条件,特用恒温法研究了10℃K+,Ca2+∥Cl-,SO42-,36%NH3-H2O体系相图.溶剂NH3-H2O中氨的浓度之所以选为36%,目的在于扩大K2SO4及CaSO4·K2SO4·H2O的结晶区;反应温度选为10℃,可降低氨的蒸气压.研究结果表明:在上述条件下,体系中存在K2SO4和CaSO4·K2SO4·H2O、CaSO4·K2SO4·H2O和CaSO4·2H2O的共饱线;存在K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl以及CaSO4·2H2O-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点;K2SO4结晶区要比25℃,溶剂NH3-H2O中氨的浓度为25%的同体系相图大得多:K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点更偏向氯化钙一角,因此有利于CaSO4·2H2O和KCl复分解生产K2SO4:最佳工艺条件为2KCl(mol):CaSO4(mol):36%NH3-H2O(kg)=1:0.9023:0.5740,KCl的理论转化率可达90.22%;若想进一步提高KCl的理论转化率,必须加大氨的浓度.