浓碱中水合硅酸钙形成的研究

在不同条件下,研究了在浓碱硅酸钠溶液中水合硅酸钙形成的规律．碱浓度越低越有利于形成水合硅酸钙,高浓度碱液中需高温才能形成水合硅酸钙,硅浓度和搅拌强度的提高能促进水合硅酸钙的形成,并分析了在含硅铝酸钠溶液中伴有其它含硅化合物形成的原因．这为含硅铝酸钠溶液中硅、铝分离提供了依据．     

石灰对三水铝石型铝土矿低温溶出行为的影响

研究了不同石灰添加量对3种国外三水铝石型铝土矿在145℃时溶出性能的影响规律及其作用机理.国外三水铝石型铝土矿主要由三水铝石、针铁矿、赤铁矿、高岭石和石英等组成,并含有一定的锐钛矿和一水软铝石.研究结果表明,添加石灰能够促进脱硅反应的进行,降低溶出后铝酸钠溶液中二氧化硅的质量浓度,随着石灰质量分数的增加,溶液的硅量指数逐渐提高;添加石灰降低三水铝石型铝土矿的氧化铝溶出率,其与石灰的质量分数呈线性递减关系;石灰促进脱硅产物由水合铝硅酸钠向水化石榴石转变,随着石灰质量分数的增加,溶出液中的苛碱质量浓度逐渐提高,赤泥中碱的质量分数逐渐降低.     

铝酸钠溶液脱硅的研究现状及进展

叙述了硅在铝酸钠溶液中的存在状态，指出了在碱法生产氧化铝过程中铝酸钠溶液脱硅的重要性，并从形成水合铝硅酸钠的一次脱硅和形成水化石榴石的二次深度脱硅两个方面介绍了铝酸钠溶液的脱硅机理、研究现状及进展。在此基础上指出了铝酸钠溶液脱硅的研究方向。     

铝酸钠溶液脱硅的研究现状及进展

叙述了硅在铝酸钠溶液中的存在状态 ,指出了在碱法生产氧化铝过程中铝酸钠溶液脱硅的重要性 ,并从形成水合铝硅酸钠的一次脱硅和形成水化石榴石的二次深度脱硅两个方面介绍了铝酸钠溶液的脱硅机理、研究现状及进展。在此基础上指出了铝酸钠溶液脱硅的研究方向。     

中低品位铝土矿石灰拜耳法溶出的研究

对铝硅比为5.36的一水硬铝石型铝土矿进行了常规拜耳法和石灰拜耳法的溶出对比研究,主要分析了石灰添加量和预脱硅对铝土矿溶出赤泥成分的影响.结果表明,随着石灰添加量的增加,溶出赤泥的铝硅比呈明显的线性上升趋势,而钠硅比则呈下降趋势,且钙硅比小于2.0时,钠硅比呈近似直线迅速下降,当钙硅比大于2.0时,钠硅比变化逐渐变缓;石灰拜耳法溶出赤泥物相主要以水合铝硅酸钙为主,而常规拜耳法溶出赤泥主要以水合铝硅酸钠为主.预脱硅4 h可使溶出赤泥铝硅比从1.53降低到1.43,钙硅比可从0.28降低到0.24.     

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.     

铝酸钠溶液中二氧化硅的平衡浓度

基于组成类似的化合物热力学数据与组成存在的线性关系,计算了4种钠硅渣的热力学数据,并计算了在铝酸钠溶液中形成钠硅渣后二氧化硅平衡浓度与温度或苛性比的关系·计算结果表明,二氧化硅平衡浓度计算值与实验值相符;同时,随着温度的升高或苛性比的增大,铝酸钠溶液中二氧化硅平衡浓度也随之增大     

液态硅酸钠含量对地质聚合物显微结构与性能的影响

主要研究了液态硅酸钠含量对地质聚合物样品显微结构与抗折强度的影响,并对样品进行了XRD、SEM、EDS及FTIR表征.结果表明：1)随着硅酸钠含量的逐渐升高,样品的抗折强度基本呈递增的趋势变化,符合方程y=2.334 x-12.851,但添加量为21%时,样品放置7天后表面泛碱;2)样品结构中都形成钠型针沸石与天然碱,并随着硅酸钠含量的增加,沸石形貌逐渐由粗大的柱状集合体变为放射状的纤丝状晶体,其硅铝摩尔比逐渐升高;3)随着硅酸钠含量的逐渐增加,激发剂体系中的原始低聚体逐渐增加,沸石特征峰位向低波数方向移动,样品抗折强度增大.     

苛性比对铝酸钠溶液结构和性质的影响

用红外光谱和粘度测定手段考察了苛性比对铝酸钠溶液结构和性质的影响·发现在中等浓度以上的铝酸钠溶液中,当ρAl2O3不变时,随着苛性比的增加Al O Al峰减弱至消失;Al(OH)-4的峰减弱·温度在70℃以下,铝酸钠溶液的粘度随苛性比增加而大幅度增加,高于70℃增加较小·用铝酸钠溶液中铝酸根阴离子与OH-形成缔合物解释铝酸钠溶液的红外光谱和粘度随苛性比的变化·     

合成条件对电解锰渣制备沸石过程中沸石种类和性能的影响

采用X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和阳离子交换容量测试(CEC,cation exchange capacity)等手段,研究由电解锰渣合成沸石过程中反应体系初始硅铝物质的量比、反应温度、反应时间等合成条件对沸石种类及其CEC的影响。研究结果表明:随着初始硅铝物质的量比的增加,合成沸石的纯度和CEC均降低,但随着反应温度和反应时间的增加,合成沸石的纯度和CEC则随之增加。基于沸石产品纯度及CEC,制备沸石材料的优化条件为:反应体系初始硅铝物质的量比1.5,反应温度100℃,反应时间1.5 h,在此条件下制备的沸石材料主要以A型沸石为主,CEC为3.45 mmol/g,产品主要由立方体状晶体组成,结晶度较高,非常适合作为吸附材料使用。     

不锈钢渣凝固过程中物相转变的热力学分析

采用热力学软件FactSage6.2，研究不锈钢渣凝固过程中的物相转变规律.结果表明:降低碱度和添加Al₂O₃含量均能降低硅酸二钙的析出温度，抑制硅酸二钙的产生，并促进黄长石相的生成.不锈钢渣中尖晶石相的含Cr量随着碱度的降低而增加，当碱度从1.6降到1.0时，Cr质量分数从24.93%增加到48.27%，同时凝固过程液态渣中的铬元素含量随着碱度的降低也有所减少.添加10%的Al₂O₃，有利于尖晶石相的析出，且随着温度的降低，Al³⁺逐步取代尖晶石中的Cr³⁺，尖晶石相中的Cr质量分数也由30.39%(1500℃)降低至13.88%(1300℃).     

碳酸盐在铝土矿溶出过程中的脱除行为

采用XRD,XRF,SEM-EDS和PSD等检测手段,系统研究了不同石灰添加量、溶出温度、晶种添加量和碳酸盐质量浓度下一水硬铝石型铝土矿高压溶出过程中铝酸钠溶液中碳酸盐含量的变化规律及其脱除机理.结果表明:铝酸钠溶液中碳酸盐质量浓度为25 g·L^-1时,氧化铝溶出和碳酸盐脱除的最佳条件为:石灰添加量为11%,溶出温度为270℃,此时氧化铝的溶出率和碳酸盐的脱除率分别为72.47%和68.95%.具有板条状结构的霞石(Na₆(Al₆Si₆O₂₄)·Na₂CO₃·2H₂O)为脱除碳酸盐时的主要产物.铝酸钠溶液中碳酸盐质量浓度在25 g·L^-1以下时碳酸盐更易脱除.     

低钙铝酸钙熟料的物相转变和浸出性能

以分析纯CaCO_3,Al_2O_3和SiO_2为原料,研究了n_(CaO)/n_(Al2O3)=1.0,w_(Al2O3)/w_(SiO2)=3.0时物料的熔化温度以及熟料的物相组成、自粉化性能和氧化铝浸出性能.结果表明:物料熔化温度为1 392℃;烧结温度为1 350℃时熟料物相为CaAl_2O_4,Ca_(12)Al_(14)O_(33)和γ-Ca_2SiO_4,自粉化性能和氧化铝浸出性能良好,氧化铝浸出率为93.37%;1 400℃物料局部熔化,非均相的形成造成物料扩散受阻和物相分布不均匀,阻止β-Ca_2SiO_4向γ-Ca_2SiO_4转化,熟料自粉化性能变差,且有Ca_2Al_2SiO_7生成,二者均使氧化铝浸出性能变差,氧化铝浸出率仅为74.50%;1 450℃物料完全熔化,熟料自粉化性能和氧化铝浸出性能得到改善.     

镁铝比对高炉渣脱硫能力的影响

利用双层石墨坩埚,模拟铁液滴下穿过炉渣的过程,主要研究渣中Mg O,Al2O3质量分数对炉渣硫质量分数的影响,探索镁铝比与高炉渣硫质量分数的关系.结果表明渣中Mg O质量分数由6%提高到12%时,炉渣脱硫能力逐渐提高,由12%提高到14%,脱硫能力逐渐降低;渣中Al2O3质量分数由9%提高到15%时,炉渣脱硫能力逐渐降低,但降低幅度较小,当Al2O3质量分数由15%提高到17%时,炉渣脱硫能力大大降低;Mg O质量分数小于12%,Al2O3质量分数小于15%,提高炉渣镁铝比可以显著提高炉渣脱硫能力.     

纳米Fe_2O_3光催化降解邻苯二甲酸二正辛酯的研究

采用水热合成法,制备了具有中空状的氧化铁(Fe2O3)粒子,然后以卤素灯为光源,以邻苯二甲酸二正辛酯(DOP)水溶液为研究对象,详细探讨了Fe2O3的浓度、DOP的初始浓度、p H值及H2O2浓度等因素对DOP光催化降解效率的影响,并采用GC-MS联用技术对DOP的光催化降解机理进行了研究.结果表明,在不需添加H2O2时,当Fe2O3粒子添加量为100 mg/L、DOP初始质量浓度为20 mg/L及p H值为7时,DOP光催化降解速率最大;降解过程中首先从苯环支链开始降解,之后发生苯环开环,最终矿化为CO2和H2O.     

真空铝热炼锂还原渣回收氢氧化铝的研究

碳酸锂、氧化铝和氧化钙混合常压煅烧可获得LiAlO₂熟料,经真空铝热还原可得金属锂,同时得到铝酸钙系还原渣,主要成分为CaO·Al₂O₃和12CaO·7Al₂O₃.为综合利用该还原渣,通过混合碱液溶出、碳酸化分解回收氢氧化铝.研究溶出温度、溶出时间、还原渣粒度、碳酸钠质量浓度、氢氧化钠质量浓度、金属锂还原率对氧化铝溶出率的影响.结果表明:以锂还原率97%的炼锂还原渣为原料,粒度分布d_○90 74μm、溶出温度95℃、溶出时间120min、碳酸钠质量浓度240g/L及氢氧化钠质量浓度8.9g/L的条件下,氧化铝的溶出率为80.73%.溶出的铝酸钠溶液经碳分可获得体积平均粒径6.50μm及白度值96.9的氢氧化铝.     

合成条件对高硅SSZ-13分子筛膜单气体渗透性能的影响

采用2次水热合成法在多孔莫来石支撑体外表面上制备高硅SSZ-13分子筛膜,考察了合成溶胶中的Si/Al比、晶化时间、晶化温度、H₂O/SiO₂比对合成高硅SSZ-13分子筛膜的单气体渗透性能的影响.高硅SSZ-13分子筛膜的CO₂和CH₄的单气体渗透性能依赖于合成溶胶中的Si/Al比,Si/Al比越高,越有利于气体分离.其次,合成溶胶中H₂O/SiO₂比和晶化条件也能够影响分子筛晶体形貌、分子筛层厚度以及分子筛膜的单气体渗透性能.当合成溶胶的摩尔配比为1.000 SiO₂:0.100 Na₂O:0.100 TMAdaOH:80.000 H₂O:0.005 Al₂O₃,晶化时间和温度分别为48 h和160 ℃时,制备的高硅SSZ-13分子筛膜具有最佳的单气体渗透性能,对CO₂的渗透速率可达到3.0×10^-7 mol· m^-2·s^-1·Pa^-1),CO₂/CH₄的理想选择性为39.     

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.     

CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元渣系Al2O3活度预测模型

高炉渣系各组元活度对高炉冶炼和产品质量具有重要的影响作用. 基于分子-离子共存理论,建立CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃四元渣系Al₂O₃活度预测模型;结合试验测定值对其进行验证与修正,最终建立了修正的CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃四元渣系Al₂O₃活度预测模型;同时,依据模型计算结果探究R(w(CaO)/w(SiO₂)),w(MgO)/w(Al₂O₃)和w(Al₂O₃)对Al₂O₃活度的影响. 研究结果表明:修正后的CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃四元渣系Al₂O₃活度预测模型具有较高的预测精度,能够很好地预测熔渣Al₂O₃活度;当w(MgO)/w(Al₂O₃)=0.40,w(Al₂O₃)=20%时,随着R增加,Al₂O₃活度逐渐减小;当R=1.25,w(Al₂O₃)=20%时,随着w(MgO)/w(Al₂O₃)增加,Al₂O₃活度逐渐减小;当w(MgO)/w(Al₂O₃)=0.40,R=1.25时,随着w(Al₂O₃)增加,Al₂O₃活度逐渐增大.     

铝酸钠溶液中Al(OH)3吸附草酸盐行为研究

通过模拟拜耳法晶种分解过程研究了铝酸钠溶液中Al(OH)₃对草酸盐的吸附平衡和动力学行为,并考察了草酸盐初始浓度和Al(OH)₃粒度对吸附的影响规律. 结果表明:Al(OH)₃对草酸钠有较大的吸附能力,随草酸钠浓度的升高和Al(OH)₃粒度的细化,草酸钠吸附率随之升高,达到平衡的时间也相应缩短;不同粒度Al(OH)₃的吸附能力不同,这跟Al(OH)₃的比表面积有很大关系;Al(OH)₃对草酸钠的等温吸附符合Freundlich模型,吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附行为为多分子层吸附,同时存在物理和化学吸附过程.