铁强化二氧化锰去除连二硫酸锰及工艺研究

锰矿浆烟气脱硫过程中会产生副产物连二硫酸锰(MnS₂O₆),它的存在制约了脱硫液中锰的资源化利用.基于锰矿组成提出铁强化MnO₂去除MnS₂O₆新工艺,探究了不同铁化学环境对MnO₂去除S₂O^2-₆影响.结果表明,加入Fe(III)对于二氧化锰去除S₂O^2-₆具有良好促进作用,去除率呈递增趋势,在5g·L^-1质量浓度的硫酸下去除率可达55.1%.操作条件优化实验结果表明,反应温度90℃,H₂SO₄质量浓度5g·L^-1,Fe(III)质量浓度15g·L^-1,n(S₂O^2-₆)∶n(MnO₂)=1∶20,反应时间3h的工况条件组合下S₂O^2-₆的效果较佳.     

稠油硫酸盐热化学还原生成H2S实验研究

为了研究稠油注汽热采过程中生成H₂S机理，以Na₂SO₄，CaSO₄，MgSO₄，Fe₂（SO₄）₃，Al₂（SO₄）₃与稠油硫酸盐热化学还原（TSR）实验为基础，探究稠油TSR生成H₂S机理。实验表明，不同硫酸盐与稠油反应生成H₂S不尽相同，硫酸盐的阳离子所带电荷数决定TSR反应程度的难易，电荷数越多越容易进行反应，且H₂S生成量顺序为Al₂（SO₄）₃>Fe₂（SO₄）₃ > MgSO₄ > CaSO₄ > Na₂SO₄，但生成的烃量顺序为Fe₂（SO₄）₃ > Al₂（SO₄）₃ > MgSO₄ > CaSO₄ > Na₂SO₄。与其他硫酸盐不同的是，由于Fe₂（SO₄）₃的氧化性，Fe³⁺可能与生成的H₂S进一步反应。通过傅里叶红外变换光谱（FT-IR）对固相检测发现，不仅存在金属氧化物（CaO，MgO，Fe₂O₃，Al₂O₃）还存在FeS₂。最后，通过对MgSO₄油相硫含量的检测发现，反应后硫含量高于原油硫含量，证明了无机硫向有机硫的转化。     

阴离子对绿色合成铁纳米颗粒吸附性能的影响

以石榴叶提取物(PG)作为还原剂和稳定剂,采用一步法绿色合成得到铁纳米颗粒(FeNPs)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、Zeta电位、X射线光电子能谱(XPS)和BET等表征技术,研究了铁盐前驱体中不同阴离子对合成FeNPs的影响,揭示了其对孔雀石绿(MG)去除率的影响机制。结果表明：不同阴离子合成的FeNPs对MG的去除率为：R[PG-Fe₂(SO₄)₃]>{R[PG-Fe(NO₃)₃],R[PG-FeCl₃]}>>R[PG-FePO₄];PO₄^3-与Fe³⁺之间的静电相互作用强烈,导致PG中的多酚无法与FePO₄络合,从而形成黑色FeNPs,因此PG-FePO₄的活性最低;由于PG提取液中酚羟基的配位和还原作用,其他阴离子合成的FeNPs以无定型的(Fe(Ⅱ)/...     

两个新的羟基硫酸盐骨架：有机硫原位合成和晶体结构

以甲基巯基四氮唑和巯基嘧啶为硫源, 用溶剂热合成法原位合成两个纯无机羟基硫酸盐骨架： [Cu₃(SO₄)(OH)₄]_n(1)和[K₂Co₃(OH)₂(SO₄)₃(H₂O)₂]_n (2). 在化合物1中, 一维带状折叠—Cu₃(OH)₄—阳离子链被硫酸根连接形成三维羟基硫酸铜骨架; 在化合物2中, 一维折叠Co₃(OH)₂阳离子链被硫酸根连接形成二维羟基硫酸钴阴离子骨架, 该阴离子骨架进一步被K⁺连接形成三维双金属纯无机骨架, 在该三维结构中存在K⁺传输通道. 实验结果表明, 有机硫作为硫源为合成羟基硫酸盐提供了一种新策略.     

硫酸铁改性活性氧化铝除氟性能及机理探究

采用浸渍法制备质量分数为1.0%、2.5%的硫酸铁溶液改性活性氧化铝（1.0% Fe₂（SO₄）₃-MGAA、2.5% Fe₂（SO₄）₃-MGAA）,根据吸附等温实验和吸附动力学实验研究其对氟的吸附性能,从BET表征、零质子电荷点（pH_zpc）和pH缓冲强度等角度探讨吸附剂除氟机理。实验结果表明：活性氧化铝GAA、1.0% Fe₂（SO₄）₃-MGAA、2.5% Fe₂（SO₄）₃-MGAA 3种吸附剂除氟的吸附等温线均更好地符合Langmuir吸附,最大吸附量分别为8.78、14.08、16.78 mg/g,对20 mg/L高氟水去除率分别为34.5%、54.5%、66.5%;3种吸附剂对水中氟的吸附动力学符合准二级吸附速率方程;改性活性氧化铝表面存在的SO₄^2-和OH^-与F^-发生离子交换作用,SOFe²⁺与F^-产生配位作用,并存在一定的静电作用。改性后活性氧化铝pH缓冲强度均显著增强,数据分析发现pH缓冲强度与吸附性能呈正相关,因此可以从pH缓冲强度的角度初步预测改性效果。     

铁碳微电解串联天然沸石去除黑臭水体中的总氮

采用铁碳微电解串联天然沸石技术,研究了去除黑臭水体中总氮的问题.结果表明：(1)通过静态实验确定的最佳处理设计为,进水pH=3,m(Fe)/m(C)比为2∶1,铁碳微电解反应层水力停留时间为120 min,沸石层水力停留时间为40 min,反应柱总的水力停留时间为160 min.(2)动态实验中NH⁺₄,NO^-₃和TN去除率分别保持95%,92%和90%左右,可持续处理300 h以上.(3)中试实验中TN,NO^-₃和NH⁺₄的平均去除率分别为83.04%,91.85%和88.60%,TP和COD的平均去除率分别为83.2%和89.7%.     

去除水体中F-和SO2-4的吸附材料

选择火山渣、 骨炭、 粉煤灰和锰砂为吸附材料, 考察其去除水体中F^-和SO^2-₄的性能, 并将火山渣和骨炭进行改性, 研究其改性后的动力学规律. 结果表明： 火山渣和骨炭对F-的吸附量分别为0.092,0.041 mg/g, 对SO^2-₄的吸附量分别为5.72,3.99 mg/g; 粉煤灰和锰砂对F^-的吸附量均低于0.020 mg/g, 均未吸附SO^2-₄;Al₂(SO₄)₃可作为改性剂; 经质量分数为10%的Al₂(SO₄)₃联合热改性后火山渣对F^-的最大吸附量为0.099 mg/g; 经质量分数为10%的Al₂(SO₄)₃化学改性后火山渣对SO^2-₄的最大吸附量为5.93 mg/g; 二者动力学吸附规律均符合准二级方程.     

钢铁厂铁鳞硫酸的浸出过程

为制备高纯氧化铁,以钢铁厂铁鳞为原料,考察液固比、温度、时间和硫酸用量对铁浸出率的影响.研究确定硫酸浸出过程的工艺条件,分析浸出过程的动力学机理.确定硫酸浸出铁鳞的最佳工艺条件为:液固比3:1,温度100℃,时间6.0 h,硫酸用量为理论量的1.25倍.在此优化工艺条件下,铁鳞中Fe的平均浸出率为91.69%.动力学研究结果表明,铁鳞的硫酸浸出过程在动力学上属收缩核模型,即满足1/2(1-a1)-2/3-1/2=Kt,受化学反应的控制,反应活化能为70.40 kJ/mol.     

Cu(OH)2纳米线/Cu网电极制备及还原水中硝酸盐性能研究

工厂化养殖尾水中硝酸盐污染问题日益严重,而电化学还原技术中铜作为阴极材料去除NO^-₃-N存在活性位点少和吸附能力差的问题.为此采用一种具有高长径比(120)的Cu(OH)₂纳米线/Cu网电极材料应用于NO^-₃-N的电催化还原.首先,通过调控阳极氧化条件制备了Cu(OH)₂纳米线/Cu网.然后,通过对Cu(OH)₂纳米线/Cu网进行表征分析和去除NO^-₃-N性能测试,确定25℃、1.0 mol/L NaOH和2.0 mA/cm²为Cu(OH)₂纳米线/Cu网最佳阳极氧化条件.在双池隔膜反应器中,以该电极为阴极,RuO₂-IrO₂-TiO₂/Ti为阳极,对NO^-₃-N(50 mg/L)去除率达到98%,NO^-_3<...     

超声辅助隐晶质石墨酸浸动力学及强化机制分析

针对隐晶质石墨酸浸除杂过程中杂质去除率低、浸出时间长等问题,提出酸浸过程中超声波辅助浸出的强化方法。首先,进行常规酸浸除杂试验因素优化,其次,进行常规和超声波酸浸过程动力学参数计算,最后,综合运用激光粒度仪、X射线衍射(XRD)、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、X射线荧光光谱(XRF)、透射电镜-能谱(TEM-EDS)等测试手段分析超声波强化酸浸过程中杂质矿物的赋存状态。研究结果表明：当超声波引入酸浸过程后,在盐酸浓度为8 mol/L、固液比为0.1 g/mL、酸浸温度为343 K、酸浸时间为60 min和超声功率为300 W的条件下,最佳灰分脱除率提高至50%左右。常规和超声条件下的酸浸过程符合Johnson-Mehl-AxTami(JMA)模型,常规浸出过程受扩散控制,超声波浸出过程随着温度的增加由扩散控制向混合控制转变,同时,超声波对酸浸反应速率的强化主要体现在指前因子的显著增大;常规酸浸仅去除一部分含钙、镁、铁的矿物,超声波通过破坏石墨表面形成的惰性层、促进颗粒破碎、产生氧化自由基等方式提高杂质矿物的脱除效率。     

钼精矿焙烧处理过程中典型杂质元素的热力学行为及分析

通过模拟实验结合X射线荧光光谱仪(X-ray fluorescence spectrometer,XRF)、电感耦合等离子光谱发生仪(inductively coupled plasma spectrometer,ICP)及矿物解离分析仪(mineral liberation analyser,MLA)等研究了钼精矿焙烧处理流程中多种杂质元素间的相互作用,在MLA对物相定量分析的基础上,采用Factsage7.0软件分析了钼精矿焙烧过程中不同杂质元素反应进行的热力学条件。结果表明：杂质元素在钼精矿及后续处理流程中的分布存在明显的粒度偏析,主要表现为K、Si等杂质更多以大分子量的矿物形式赋存在较粗粒度的钼精矿中,而Fe、Ca、Cu等杂质则更多以FeS₂、CaSO₄、CuFeS₂等小分子量的化合物形式赋存在较细粒度的钼精矿中。FeS₂、CaSO₄和SiO₂等杂质会在高温焙烧过程中与MoO₃形成致密度较高的混合物,降低Mo的浸出率。云母在钼...     

硫酸熟化-焙烧法从镍红土矿中回收镍和钴动力学研究

采用X线荧光(XRF)、X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对镍红土矿的化学组成、物相组织、显微结构以及镍钴赋存状态进行矿物学表征.通过硫酸熟化-焙烧-水浸法从镍红土矿中提取镍和钴,并研究镍和钴在硫酸熟化-焙烧过程中的动力学.结果表明:镍和钴的硫酸化过程符合Bagdasarym提出的多相液固区域反应模型,相应的动力学方程式可以用ln(-ln(1-α)=ln k+nln t(其中,α为反应进行程度,k为反应速率常数,t为反应时间,n为矿物中晶粒性质和几何形状的函数)来表示,镍和钴的硫酸化反应表观活化能分别为21.45 kO/mol和34.81kJ/mol,动力学控制过程为内扩散控制.     

乙酸改性γ-Al2O3高效去除痕量PCl3的研究

在多晶硅生产过程中,为了不影响产品性能,必须将杂质PCl₃的含量降低到ppb的水平,然而,这目前仍旧是一个巨大的挑战。本研究提出了一种可高效去除痕量PC1₃的方法,即利用乙酸改性γ-Al₂O₃作为吸附剂,其可去除ppb级别的PC1₃,去除率高达84.2%。Boehm滴定实验表明,改性后的γ-Al₂O₃表面羧基含量大幅增加,从而增加了吸附PCl₃的活性位点,使其对PCl₃的吸附性能显著提升。表征分析和DFT模拟计算表明,乙酸与γ-Al₂O₃主要是通过γ-Al₂O₃中的羟基H和乙酸中的羰基O形成氢键而相互作用的;除了物理吸附外,γ-Al₂O₃中的Al与PCl₃中的Cl,以及乙酸中的羰基O与PCl₃中的P之间还可通过电荷转移...     

表面活性剂MES协同硫酸对含铀废渣中铀的浸出动力学

表面活性剂MES能促进硫酸对铀的浸出,利于铀资源的回收利用。为了进一步探索表面活性剂MES促进铀浸出的机理,基于液-固多相反应的收缩核模型,通过静态实验研究了表面活性剂协助硫酸对铀废渣中铀浸出的动力学特征。研究结果表明添加MES表观反应速率常数比没有添加的大一个数量级,其中,添加MES的反应速率常数在1.235×10~(-6)~2.726×10~(-6)之间,而没有添加MES的在6.789×10~(-7)~9.55×10~(-7)之间,其表观活化能,添加MES的为29.523 k J/mol,不添加的为12.493 k J/mol,在25~45℃的温度范围内,硫酸对铀的浸出主要受液膜扩散控制。     

安徽某地石英砂的混酸酸浸除铁试验

研究了盐酸和草酸混合溶液对安徽某地石英砂中杂质铁去除率的影响。结果表明,酸浸条件对杂质铁的去除效果影响显著,最佳的酸浸工艺为:采用5%的盐酸和8 g/L的草酸组成的溶液作为浸出剂,反应时间为6 h,温度为50℃,液固比为31。通过该酸浸工艺,石英砂中杂质铁的含量降低到0.96×10-6。     

(NH4)2SO4-NH3-H2O体系浸出高碱性脉石低品位氧化铜矿

以高碱性脉石低品位氧化铜矿为研究对象,针对该矿样钙镁含量高的特点,采用氨水-硫酸铵浸出体系进行了常温常压浸出实验.针对该矿样的主要含铜矿物孔雀石(Cu₂(OH)₂CO₃),基于质量和电荷的双守恒的条件下构建的浸出体系中建立Cu₂(OH)₂CO₃-(NH₄)₂SO₄-NH₃-H₂O的热力学模型,采用Matlab的拟合功能与diff和solve函数算出不同硫酸铵浓度时氨浸出孔雀石的最佳氨浓度和总铜离子浓度.实验考察了浸出氨水浓度、氨铵比、液固比对铜浸出率的影响.实验结果表明,高碱性脉石氧化铜矿石适宜浸出条件为氨水浓度1.2mol/L,氨铵比2∶1,液固比3∶1,该条件下铜浸出率较高,达到约70%.实验结果与热力学计算结果基本吻合.     

硫酸——甘蔗渣体系浸出提取废旧锂离子电池中的钴

为回收废旧锂离子电池中的有价值金属,采用硫酸—甘蔗渣体系进行酸浸,将钴从废旧锂离子电池电极材料中浸出,并探讨了甘蔗渣对钴浸出效果的影响及反应机理。研究表明:甘蔗渣作为还原剂参与浸出反应,甘蔗渣中的醛基以及反应后的中间产物RCOO.H_2,都可与Co~(3+)反应,将其还原成Co~(2+),替代了价格昂贵且利用率低的H_2O_2,提高了钴的浸出率。钴的浸出反应符合有收缩的未反应核模型,反应前期,表观活化能为22.98 k J/mol;反应后期,表观活化能为38.31 k J/mol。在浸出温度90℃,浸出时间1 h,硫酸浓度2 mol/L,液固比150∶1,甘蔗渣粒径0.3 mm,甘蔗渣添加量0.5 g的最优条件下,钴的浸出率达95.38%。     

Facile synthesis of composite polyferric magnesium–silicate–sulfate coagulant with enhanced performance in water and wastewater

The coagulation process is a widely applied technology in water and wastewater treatment. Novel composite polyferric magnesium–silicate–sulfate(PFMS) coagulants were synthesized using Na₂SiO₃·9H₂O, Fe₂(SO₄)₃, and MgSO₄ as raw materials in this paper.The effects of aging time, Fe:Si:Mg, and OH:M molar ratios(Mrepresents the metalions) on the coagulation performance of the as-prepared PFMS were systematically investigated...     

A pilot-scale study of selective desulfurization via urea addition in iron ore sintering

The iron ore sintering process is the main source of SO₂ emissions in the iron and steel industry. In our previous research, we proposed a novel technology for reducing SO₂ emissions in the flue gas in the iron ore sintering process by adding urea at a given distance from the sintering grate bar. In this paper, a pilot-scale experiment was carried out in a commercial sintering plant. The results showed that, compared to the SO₂ concentration in flue gas without urea addition, the SO₂ concentration decreased substantially from 694.2 to 108.0 mg/m3 when 0.10wt% urea was added. NH₃ decomposed by urea reacted with SO₂ to produce (NH₄)₂SO₄, decreasing the SO₂ concentration in the flue gas.     

系列Fe(Ⅲ) 草酸配位超分子的合成、 结构及磁性

采用常规方法合成了3种Fe（Ⅲ）配位超分子配合物：  ［Fe(phen)₃］［Fe(ox)₃］·KOH·6H₂O(1), ［Fe(en)₂(ox)］［Fe(en)(ox)₂］·2H₂O(2), K₃(glycol)·(Fe_0.2Cr_0.8)(ox)₃(3)(phen=邻二氮杂菲, en=乙二胺, ox=草酸). 通过X射线单晶衍射、 红外光谱（IR）、 紫外可见吸收光谱（UV-Vis）对配合物进行表征, 并测定了它们在4.5~300 K的变温磁化率. 研究结果表明, 在低温区配合物1~3均表现出弱的反铁磁性质, 其中配合物2的反铁磁性最强.