CaCO3在铝酸钠溶液中的反苛化作用

在热力学计算的基础上,研究CaCO3在铝酸钠溶液体系中发生反苛化反应的规律.热力学计算表明,低温条件下,CaCO3与游离苛性碱形成Ca(OH)2的反苛化程度较小,而其与Al(OH)4-形成3CaO·Al2Oy6H2O(C3AH6)的反苛化反应显著.CaCO3在纯NaOH溶液中反苛化反应的反应率小于5％,而在铝酸钠溶液中其反苛化率可达50％以上,说明Al(OH)4-对CaCO3的反苛化具有显著的促进作用;CaCO3的反苛化率随温度的升高而升高,随铝酸钠溶液苛性比αk的升高呈先升高后降低的规律,当αk为3时,出现极大值;常压条件下,CaCO3在铝酸钠溶液中发生反苛化反应形成C3AH6,而造成氧化铝损失.     

由钾长石焙烧渣的酸化溶液制备高纯Al(OH)_3

以钾长石焙烧渣的酸化溶液为原料,Na_2CO_3溶液为沉淀剂制备高纯Al(OH)_3.实验考察了溶液终点pH值、反应温度、陈化时间、Na_2CO_3质量浓度对沉铝率的影响,得到优化工艺条件.采用化学成分分析,XRD,SEM,FTIR对Al(OH)_3粉体进行表征.结果表明:在反应温度50℃的条件下,加入质量浓度为300 g/L的Na_2CO_3溶液调节Al_2(SO_4)_3溶液,使其终点pH值至4.8,控制陈化时间40 min,沉铝率可达99%.得到的Al(OH)_3粉体为非晶态结构,颗粒均匀,表面粗糙,有团聚现象.     

氧化铝熟料溶出二次反应过程SiO_2进入铝酸钠溶液的动力学机理

基于采用较高液固比(20∶1)的实验条件,避免了因硅酸钠与铝酸钠反应形成水合铝硅酸钠(钠硅渣),可将氧化铝熟料溶出二次反应动力学过程分为SiO_2进入铝酸钠溶液和Al_2O_3损失两个动力学过程,详细研究了SiO_2进入铝酸钠溶液过程的动力学行为. 通过选择合适的动力学模型对实验数据进行处理,获得了该过程的动力学方程. 方程表明,该过程的表观活化能较小,仅为24.86kJ·mol~(-1),说明其过程发生需要突破的活化能能垒较小,相应反应较易发生,其动力学机理与表面化学反应有关,也与扩散有关. 铝酸钠溶液中Al_2O_3质量浓度对过程的影响远远大于铝酸钠溶液中Na_2CO_3质量浓度和NaOH质量浓度的影响,因此认为熟料溶出过程中,导致SiO_2进入铝酸钠溶液的原因主要是熟料中的硅酸钙与NaAl(OH)_4相互作用.     

LiNO_3对石英玻璃与NaOH溶液反应的影响

将LiNO_3掺入浸泡有石英玻璃的NaOH溶液中,研究其对碱硅酸反应(ASR)的影响。采用等离子发射光谱仪测试溶液中Na、Si和Li元素浓度,采用酸化处理法分析固相中SiO_2含量,采用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析固相产物的组成和微观形貌。结果表明:在含LiNO3的NaOH溶液中,Li~+优先于Na~+与溶液中SiO_4~(4-)反应,形成的含锂产物阻止了OH-对石英玻璃的进一步破坏,降低了NaOH溶液中石英玻璃的溶蚀率和溶液中SiO_2的溶解度,减缓了ASR的反应速率;不同养护温度下反应形成的含锂产物不同,38℃下主要反应产物为含锂凝胶,60℃下反应形成不溶于水的Li_2SiO_3晶体,提高养护温度有利于Li_2SiO_3晶体的形成。     

高镁锂比盐湖卤水镁锂分离工艺

以高镁锂比盐湖卤水为原料,进行镁锂分离的工艺研究.分别用氨和碳酸氢铵进行二段沉镁,卤水中98%的Mg2+以氢氧化镁和碱式碳酸镁形式沉淀分离出去,溶液经浓缩结晶析出氯化铵后,再用氢氧化钠进行深度除镁,很好地实现镁锂的分离.研究NaOH的加料方式、浓度、加料速度、终点pH值、反应温度及反应时间对除镁效果的影响.实验结果表明:在NaOH溶液浓度为10 mol/L,加料速度为0.3～0.5 mL/min,pH=12,温度为25℃,反应时间为20～30 min的条件下,母液中Mg2+可以除尽,为后续工序制备碳酸锂创造了有利的条件.     

甲醇与O[~3P]反应机理的从头算及动力学

采用UQCISD/ 6 31 1G (d ,p )从头算方法 ,优化甲醇和O [3 P ]的反应两个通道、反应物、过渡态和产物的几何构型。进一步运用G2方法进行单点能量校正 ,得出通道 (1 )和通道 (2 )的位垒分别是 4 8 86kJ/mol和 2 8 89kJ/mol。并指出通道 (1 )是吸热反应 ,而通道 (2 )是放热反应。在 30 0～ 32 0 0K温度范围内 ,采用传统过渡态理论计算两个反应通道各自的速率常数k1 和k2 ,由此采用非线性最小二乘法 ,得出这两个反应通道各自的速率方程为k1 =2 4 3× 1 0 -1 8×T2 2 3 ×exp(- 32 97/T)cm3 mol-1 s-1 (30 0K T 32 0 0K)k2 =6 1 2× 1 0 -1 8×T2 1 9×exp(- 1 396 /T)cm3 mol-1 s-1 (30 0K T 32 0 0K)通道 (2 )是主反应通道。讨论了通道 (2 )与通道 (1 )的速率常数比k2 /k1 对温度变化的依赖关系。计算得出CH3 OH和O[3 P]反应的总速率常数k1 2 ,与实验结果取得很好的一致     

层状化合物K_(0.81)Li_(0.27)Ti1.73O_4的合成

研究以K2CO3,Li2CO3和TiO2为反应原料合成层状钛酸盐K0.81Li0.27Ti1.73O4过程中合成条件对产物的影响.结果表明:反应温度在1000～1200℃,反应原料配比为n(K2CO3):n(Li2CO3):n(TiO2)=(0.405～0.42):(0.135～0.165):1.73时,均可以得到产物K0.81Li0.27Ti1.73O4,延长反应时间及升高反应温度均有利于产物的生成;在1200℃高温条件下,使用刚玉坩埚为反应容器时,最佳的反应条件是:反应温度为1100℃,反应原料配比为n(K2CO3):n(Li2CO3):n(TiO2)=0.405:0.135:1.73,反应24h.     

二段种分法制备氢氧化铝微粉的工艺

为了研究煤矸石酸法提取物硫酸铝的应用及氢氧化铝精细化生产过程,进行了二段种分法制备氢氧化铝微粉的工艺研究.用煤矸石酸法提取的硫酸铝和拜耳法精制的铝酸钠稀释后的溶液反应,生成的浆液经放置老化后即得活性晶种.用活性晶种进行铝酸钠溶液的一段种子分解和二段种子分解,制备氢氧化铝微粉.同时研究了制备过程中种子浆pH、分解温度、种子比值、分解时间、铝酸钠溶液α_k及铝酸钠溶液质量浓度对分解率、氢氧化铝微粉颗粒粒度的影响.结果表明,煤矸石提取物硫酸铝做晶种引发剂,在一定的工艺条件下可制得白度大于99%、Fe₂O₃质量分数小于0.006%、SiO₂质量分数小于0.05%、吸油值小于0.70 mL/g、粒度在0.5~6 μm的氢氧化铝微粉.     

硼镁石真空铝热炼镁还原渣提取高白氢氧化铝

以煅烧硼镁石为原料真空铝热还原炼镁得到的还原渣中富含12CaO·7Al2O3,该还原渣可通过氢氧化钠和碳酸钠的混合碱液溶出得到铝酸钠溶液和富硼料,铝酸钠溶液通过碳酸化分解可制备氢氧化铝.以硼镁石铝热炼镁所得还原渣为原料,研究了溶出温度、时间、碳酸钠及氢氧化钠质量浓度对氧化铝溶出率的影响,并对碳分产物进行性能研究.结果表明,在氢氧化钠质量浓度12g/L,碳碱质量浓度210g/L,溶出时间120min,溶出温度95℃,液固比为6的条件下,炼镁还原渣中氧化铝的溶出率为8521%.氢氧化铝产品为α-Al(OH)3,白度大于98,SEM显示其晶粒小于1μm.     

超声波对铝酸钠溶液种分成核粒度的影响

通过对铝酸钠溶液种分过程中氢氧化铝粒径为1～3μm的粒子质量信息进行分析,考察了超声波强化处理对铝酸钠溶液二次成核的影响.实验结果表明:在较低温度(55℃)下,氢氧化铝固体中成核粒子数明显较多,表明超声波能够促进铝酸钠溶液的二次成核;在60℃和65℃实验条件下,虽然成核细颗粒数高于未用超声波强化的铝酸钠溶液的颗粒数,但远低于55℃实验条件下的细颗粒数,表明超声波强化促进二次成核,随温度升高,成核作用下降;在55℃时,低频超声波比高频超声波产生更多的成核粒子,低频超声波强化种分有更强的二次成核强化作用.     

铝酸钠溶液晶种分解过程中的分形动力学

研究了铝酸钠溶液晶种分解过程中晶种对种分的影响,提出了铝酸钠溶液种分反应的分形介质反应动力学关系式,通过实验研究了铝酸钠溶液在高固含情况下晶种分解过程中的谱维数变化.研究结果表明铝酸钠溶液种分过程符合分形介质反应动力学的基本规律,种分过程中谱维数的变化与晶种的活性及温度有关;分形反应的速率常数kt与时间的谱维数相关,kt=ktds/2-1;以洗涤过的杂质含量少、没有附碱的氢氧化铝为晶种,铝酸钠溶液在45,50和55 ℃下种分,谱维数变化在1 h后存在转变时间点,而在65 ℃时则没有,随着温度升高,谱维数增大,前期反应活性增大;以未经洗涤、附碱含量高的氢氧化铝为晶种,在50 ℃存在谱维数转变点,在种分前期,反应谱维数较小,活性较低.     

铝酸钠溶液的粘度

研究了溶液的温度、氧化铝质量浓度、苛性比αk等因素对铝酸钠溶液粘度的影响.研究结果表明:低温、高浓度、高苛性比及过饱和度较高的溶液粘度较大,反之则较小.这主要是因为溶液的温度、浓度和苛性比等因素影响了溶液中Al(OH)4-4与聚合铝酸根离子间的相互转变,从而影响了溶液的粘度;对实验数据进行多元线性拟合得到了溶液粘度与温度、浓度及苛性比的定量关系:lnη=-1.554 1.139αk 0.0187 2ρ-0.0503T.     

FeCl3蚀刻废液的除镍研究

以铁粉为置换剂,去除含镍FeCl3蚀刻废液中的镍组分,达到FeCl3蚀刻液再生利用的要求,研究了铁粉种类,铁镍比,反应温度,反应时间,溶液酸度等因素对FeCl3蚀刻废液中镍置换率的影响,结果表明,具有高表面活性的铁粉,在提高反应温度,Fe/Ni=1-3(m/m),反应时间约为1h,pH≈4的条件下,镍的置换率达95％以上。     

Fe(Ⅵ)的制备及其分解动力学研究

以次氯酸钠、氢氧化钠、聚合硫酸铁为原料,制备了Fe(Ⅵ)溶液,并研究了8 mol/L NaOH溶液中Fe(Ⅵ)的分解动力学,建立了分解动力学模型.通过正交实验,研究了物料比、反应温度、反应时间对Fe(Ⅵ)溶液浓度的影响,得到最适宜的工艺条件为:n(NaClO)∶n(Fe2(SO4)3)=3.4∶1,n(NaOH)∶n(Fe2(SO4)3)=26∶1,反应温度35℃,反应时间50 min.此条件下,Fe(Ⅵ)溶液浓度为0.112 2 mol/L.该分解反应为一级反应,分解活化能是51.71 kJ/mol,分解反应速率方程r=3.228×107exp(-6220/T)cFe(Ⅵ),并对其进行了验证,证实了该模型是可靠的.     

适用沉淀法分离盐湖卤水镁锂比的确定及碳酸锂制备

采用氨水和氢氧化钠溶液两次沉淀除镁,可以实现高镁锂比的盐湖卤水的提锂和碳酸锂制备。实验结果表明:该法能够使镁锂比为40∶1的盐湖卤水得到较好分离。母液蒸发浓缩提锂后,在反应温度90℃,反应时间40 min,沉锂剂滴加速度25 mL/min条件下能够制得高纯度碳酸锂。     

NH_4Cl(s)焙烧氯化Sm_2O_3(s)及其动力学研究

研究了采用氯化铵焙烧氯化氧化钐的热力学、反应过程、适宜条件和动力学.结果表明:氯化铵焙烧氯化氧化钐(单斜)在热力学上是可行的,反应自发进行的最低温度为521.8 K,当温度高于576.89 K时Sm_2O_3(s)完全转化为SmCl_3(s);氯化反应的适宜条件为n_(NH_4Cl)∶n_(Sm_2O_3)=12∶1、T=350±10℃和t=40 min,氯化率为100%,使用2倍理论量的氯化铵是提高氯化率的关键;氯化反应动力学符合Bagdasarrym模型,反应进度遵从Erofeev方程,反应的表观活化能Ea为58.275 k J·mol~(-1),频率因子A_0为1.48×10~4,反应过程是界面化学反应控制.     

黄铵铁矾法脱除高铁氧化锰矿浸出液中的铁

针对高铁氧化锰矿浸出过程中铁含量较高的问题,采用葡萄糖—铁粉在硫酸溶液中耦合还原浸出高铁氧化锰矿获得浸出液,再用黄铵铁矾法脱除浸出液中的铁离子,实现锰铁的有效分离。采用正交和单因素实验考察初始p H、反应温度、反应时间和硫酸铵加入量对浸出液中铁脱除率的影响。结果表明,初始p H值对浸出液中铁的脱除率影响最大,提高初始p H值和温度可以较大幅度提高铁离子脱除率,且沉矾过程能有效脱除浸出液中大量的有机物及Ca2+、Mg2+和K+等离子。黄铵铁矾法脱除浸出液中的铁离子的最佳工艺条件为:初始p H=3,反应温度95℃,反应时间1 h,铁离子脱除率达96.32%。     

6-甲基-2(1H)-吡啶酮的合成

以2-氨基-6-甲基吡啶为初始原料,通过重氮化水解反应合成了6-甲基-2(1 H)-吡啶酮.研究了反应条件对合成产率的影响,确定了最佳反应条件:反应时间3h,温度0～5℃;光照条件下水解;饱和碳酸钠溶液调节溶液的pH值至7.合成产物的结构经熔点测定、1 H-NMR、13 C-NMR表征得到证实,产率达到91.7%.     

原硅酸钙在铝酸钠溶液中的反应行为

以CaO和SiO2为原料合成2CaO·SiO2,通过测定SiO2浓度分析原硅酸钙反应活性的变化规律;基于质量守恒,计算渣中钠硅渣和钙硅渣分配比例.实验结果表明,在铝酸钠溶液体系中,反应时间的延长、氧化铝浓度的升高均有利于原硅酸钙的分解和溶出液中二氧化硅浓度的升高,溶出液中二氧化硅浓度最高增幅可分别达到9.97倍和11倍;同时,温度升高会显著促进原硅酸钙的分解与钙硅渣的生成,在136 ℃反应1 h后二氧化硅总反应率可达43.06%;在铝酸钠溶液中加入碳酸钠,可能因"协同效应"而促进原硅酸钙的分解;铝酸钠溶液苛性比变化对原硅酸钙的分解影响不明显.随着纯铝酸钠、碳酸钠和氢氧化钠溶液浓度的升高,原硅酸钙的Zeta电位绝对值增大,其原因可能是溶剂化层相应的Al(OH)4-,CO32-和OH-含量增多,有利于原硅酸钙的分解.     

水热法制备氢氧化铝晶须研究

采用水热法制备了形貌良好的氧化铝晶须的前驱体——氢氧化铝晶须。利用SEM对氢氧化铝晶须的形貌进行分析,研究了氯化铝浓度、氨水浓度、溶液pH值、反应温度及反应时间对材料氢氧化铝晶须形貌的影响,并探讨了氢氧化铝晶须的生长机制。在C[AlCl3]=0.1 mol/L、C[NH3.H2O]=0.3 mol/L、水热溶液pH值为5.2、240℃水热反应22 h的条件下可制备形貌良好、大长径比、且粒径分布范围窄的氢氧化铝晶须。