Li-Fe-Si-H_2O体系的热力学分析

根据已有热力学数据,绘制25℃时Li-Fe-Si-H2O体系各溶解组分的lgc-pH图、Li-Fe-Si-H2O体系主要物种的优势区图和强碱性区域Li-Fe-Si-H2O体系各沉淀的优势区图。利用这些平衡图对液相制备硅酸铁锂的工艺条件进行热力学分析。研究结果表明:控制溶液的碱度是制备磷酸铁锂前驱体Li2H2SiO4·Fe(OH)2的关键因素,若要利用Li+,Fe2+和H2SiO24-在液相形成Li2H2SiO4·Fe(OH)2,则要维持溶液较高的碱度,使得Li+能与H2SiO42-生成Li2H2SiO4沉淀,并且抑制FeH2SiO4的生成,使Fe2+以Fe(OH)2的形式沉淀;溶液体系的碱性越强,Li2H2SiO4·Fe(OH)2的优势区域越宽,更有利于Li2H2SiO4·Fe(OH)2的合成;采用液相法制备硅酸铁锂时,由于pH值大于15,体系的碱度较高,溶液中Fe2+极容易被氧化,故制备过程难以实现;而利用固相法制备硅酸铁锂,其保护性气氛容易控制,工艺简单,流程短,便于实现。     

基于同时平衡原理的Fe-H2O系电势-pH图

运用同时平衡原理,讨论了Fe-H2O系中的相平衡关系,绘制了25℃时Fe-H2O系的电势-pH图．由于溶液中所有金属离子都与相应的固相组分同时保持平衡,因此,电势-pH图中出现了一个完整的液相稳定区,而不存在Fe^3 与Fe^2 之间的平衡线．当温度和压力一定时,各相稳定区的位置和大小仅决定于体系中可溶性组分的总浓度,而与各可溶性组分浓度的相对大小无关．随着液相中铁的总浓度的升高,液相稳定区减小,而固相组分的稳定区相应地扩大．     

磷酸盐分解钼酸钙的热力学

针对磷酸盐分解钼酸钙的过程,根据同时平衡原理和质量守恒定律,绘制了25℃时Ca-Mo-P-H_2O体系溶解组分的lgC-pH图,以及不同总磷浓度条件下溶液中总钙、总钼的lgC-pH图和钼酸钙稳定区. 结果表明,在溶液中总磷浓度一定的条件下,随着pH的增大体系中会依次出现H_2MoO_4(s)、CaMoO_4(s)、Ca5(OH)(PO_4)_3(s)和Ca(OH)_2(s)稳定存在的区域. 总磷浓度直接影响到钼酸钙的分解过程,随着总磷浓度的增加,钼酸钙的稳定区域不断减小甚至消失,使得钼酸钙更加易于分解, 因此溶液中总钼浓度不断增大,而总钙浓度不断降低;但总磷浓度过高会导致溶液中残留游离含磷离子过高. 从热力学角度来看,在钼酸钙分解过程中,添加磷酸盐比碳酸盐更加有利于钼酸钙的分解.     

用浓度比较法自动绘制Cu-NH3-H2O系电势E-pH图

报道了利用浓度比较法自动绘制Cu -NH3-H2 O系的综合平衡电势E -pH图 ,以及平面内每个溶液态物质分布的优势区域图 综合平衡电势E -pH图中各固相物质 :Cu2 O3(s) ,CuO(s) ,Cu2 O(s)及Cu(s)和溶液相物质的稳定区域大小与体系的总氨T(NH3)浓度和所有溶液态物质的总铜T(Cu)浓度有关 ,而溶液态物质的优势区域图只与总氨浓度有关 ,与T(Cu)无关 与简单的Cu-H2 O系比较发现 ,配位体NH3的存在使Cu2 O(s)或CuO(s)的稳定区变小甚至消失 ;而优势区域图中 ,Cu 优势区的大部分被Cu(NH3) l(l=1,2 )所取代 ,HCuO- 2 的优势区被Cu(NH3) 2 l (l=1,2 ,3,4 )所取代 所提出的绘制E -pH图的方法简单 ,运行时间短 ,Cu -NH3-H2 O系中各溶液态物质的优势区域图为首次报道 对相应体系的湿法冶金过程进行了实例分析 ,表明理论计算结果具有一定的指导作用 图 3,参 7     

Cu-S-H2O系和Zn-S-H2O系E-pH图

运用同时平衡原理绘制并讨论了在不同总铜浓度 T(Cu)、总锌浓度 T(Zn)以及总硫浓度 T(S)下 ,Cu- S- H2 O和Zn- S- H2 O系的 E- p H图 .确定某一固体的稳定区时必须同时考虑该物质与体系中所有其它物质的平衡反应 ,当体系中所有固态物质的稳定区确定之后 ,剩下的区域即为溶液相稳定区 .在 Cu- S- H2 O系的 E- p H图中 ,在所研究的条件下没有出现 Cu2 O(s)的稳定区 .对 Cu- S- H2 O和 Zn- S- H2 O系而言 ,在高电势区出现单质硫的稳定区 .图 6 ,参 1     

炼锌窑渣铁精矿HCl浸出过程中硅的行为研究

通过热力学计算和实验分析,研究炼锌窑渣铁精矿盐酸浸出过程中硅的行为。研究结果表明:当Cl-总浓度[Cl-]T0.1 mol/L时,[Cl-]T的变化对Fe Si O3的溶解几乎无影响;而当p H10时,随着[Cl-]T由0 mol/L增加至6 mol/L,Fe~(2+)和Fe(OH)+的优势区域被Fe Cl+和Fe Cl2(aq)所取代,Fe Si O3的溶解度增大,同时析出二氧化硅的临界p H由0.73升高至1.31;随着浸出温度和盐酸浓度增加,硅和有价金属的浸出率逐步提高,然而,当浸出酸度超过5 mol/L时,浸出体系中的硅极易以聚合硅酸或无定型Si O2从溶液中析出,这与热力学分析结果一致;析出的二氧化硅吸附或包裹在窑渣铁精矿颗粒表面,导致铁精矿中有价组分浸出率降低。     

Ni2+-H2O系配位平衡研究

根据络合平衡原理,计算并绘制了Ni2+-H2O系中游离镍(Ⅱ)离子及镍(Ⅱ)的各种羟合配离子浓度的对数(lgc)与溶液pH值关系图及Ni(OH)2条件溶度积的对数(lgKs)与溶液pH值关系图.lgc-pH图描述了Ni(OH)2(s)溶解平衡时,溶液中各种离子的平衡浓度与pH的关系,该图表明:当pH为10.42-11....     

含硫油品储罐腐蚀产物硫铁化物的生成及其氧化倾向性

硫铁化物的氧化放热被认为是引起含硫油品储罐火灾与爆炸事故的主要原因.储罐内壁铁的主要腐蚀产物Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与H2S气体反应可以生成不同形式的硫铁化物,同时H2S气体溶解在水中生成的氢硫酸与内壁铁也可以生成硫铁化物.考察了不同方式生成的硫铁化物的氧化倾向性,并对其硫化产物进行了扫描电镜分析.结果表明,Fe2O3、Fe3O4生成的硫铁化物氧化倾向性较高,结构的不同可能是造成其自燃性差异的主要原因.     

固相Ni在含Fe液相Zn中的溶解行为

利用金相显微镜、扫描电镜及能谱分析研究了固相Ni在450℃静止的含Fe液相Zn中的溶解行为,并利用自然对流下的质量传输准数方程和考虑金属间化合物层形成的溶解速率模型,分析了固相Ni在含Fe液相Zn中的溶解速率控制机制.结果表明:固相Ni浸入含Fe液相Zn中会形成与纯液相Zn中相似的γ-Ni2Zn5和δ-NiZn8相层;但由于液相中含Fe,合金层外一定区域内有Γ2-Fe5Zn6Ni89粒子生成;Ni在不饱和Fe液相Zn中的溶解速率控制步骤与在纯液相Zn中相同,为界面反应和合金相层中的扩散速率所控制,而Ni在过饱和Fe液相Zn中溶解的主要控制机制是溶质Ni原子通过液相Zn中浓度边界层的扩散.说明液相Zn中所含的Fe加速了Ni的溶解.     

黄铵铁矾的制备及其催化性能

以铁泥为原料,经酸浸、过滤、加入硫酸铵、调节pH等工序制得黄铵铁矾((NH4)Fe3(SO4)2(OH)6).采用X线衍射、扫描电子显微镜、N2吸附-脱附等手段对其进行表征.在H2O2/(NH4)Fe3(SO4)2(OH)6类Fenton条件下,对亚甲基蓝(MB)溶液进行处理.考察各种因素对溶液中MB的去除的影响.研究结果表明:在酸性媒介中黄铵铁矾能有效去除水溶液中的MB,去除率随H2O2浓度的增加而增加.100 mL H2O2浓度为11.4 mmol/L,pH为5.6,MB质量浓度为100 mg/L,(NH4)Fe3(SO4)2(OH)6质量浓度为0.9 g/L的水溶液,在80℃时反应20 min后MB的去除率达到99％以上,催化剂循环使用重复性良好.     

Fe0 Al0/O2体系氧化处理乙二胺四乙酸水溶液的性能

研发了常温常压下由O2自发还原而产生H2O2和·OH等活性氧(ROS)的Fe0-Al 0/O2绿色高级氧化工艺,以乙二胺四乙酸(EDTA)模拟废水为研究对象,考察了溶液的初始pH值、铝铁的质量比、EDTA的初始浓度等因素对EDTA降解的影响.采用N,N-二乙基对苯二胺-辣根过氧化物酶(DPD-POD)法、苯甲酸捕捉法、氧气吹脱、溶液总有机碳(TOC)的变化以及EDTA的降解产物等证实了H2O2和·OH的原位产生及EDTA的氧化降解机制.结果表明:Fe0-Al 0/O2体系对EDTA的去除率随溶液初始pH的升高而降低,但在pH=3~9范围内,始终具有较好的EDTA去除率;随Al 0∶Fe0质量比增加以及EDTA初始浓度降低,EDTA的去除率增大;在初始pH=9、EDTA初始浓度为0.5mmol·L-1、铝铁的质量比为1∶1的条件下反应3h之后EDTA的去除率达到了90%以上;EDTA主要通过·OH的高级氧化去除,其中间产物为亚氨基二乙酸、甲酸和乙酸,最终被矿化降解为CO2和H2O,3h内TOC去除率达到72.5%.研究表明:Fe0-Al 0/O2体系处理EDTA水溶液,无需外加H2O2,此体系节省运行操作费用,且适用pH范围广.     

空气氧化法制备Fe3O4的反应机理

采用空气氧化法制备Fe3O4,分析反应过程中pH值随时间变化曲线和Fe的形态变化规律：用XRD和SEM检测反应各个阶段沉淀物的物相组成和形貌变化。研究结果表明：在中性和酸性介质中,Fe3O4的生成分3个阶段：Fe（OH）2悬浮液氧化为绿锈,绿锈转变为球形Fe3O4,Fe3O4氧化为针形FeOOH）氧化反应发生在液相,随着氧化的进行,pH值和液相Fe^2＋浓度发生改变,Fe3O4粒度不断增大;制备Fe3O4时,应控制pH值大于5．4,固相Fe（Ⅲ）与Fe（Ⅱ）的摩尔比小于1．8。     

NH4+-Mg2+-PO43--H+-H2O体系的固液平衡热力学

对NH4+-Mg2+-PO43--H+-H2O体系中固相MgNH4PO4,Mg3(PO4)2,MgHPO4及Mg(OH)2与液相间的热力学平衡关系进行计算,绘制溶液总镁与总磷摩尔比为1-1时该体系的lgcMg-pH图、lgcN-lgcMg图和lgcN-pH图,确定体系中各种固相稳定存在的pH值范围.结果表明,溶液中的氨氮浓度和pH值是影响固相稳定存在的重要因素,MgNH4PO4的稳定区随氨氮浓度的降低而变小并最终消失,当pH=8.5且MgNH4PO4与Mg3(PO4)2共存时,溶液中的氨氮平衡浓度最低.     

烧成镁-铝-铁系耐火砖中铁的存在形式

水泥窑烧成带用镁铬砖残砖产生的铬污染已经引起人们的重视,本文主要研究一种可替代镁铬砖在水泥窑上使用的新型耐火材料Mg O-Al2O3-Fe2O3(Fe O)系耐火材料。利用XRD和SEM分别研究了以高纯镁砂与电熔铝铁尖晶石制备的镁-铁铝尖晶石砖和烧结镁铁砂与电熔铝镁尖晶石制备的镁铁砖烧成后铁的存在状态。结果发现:铁铝尖晶石在高温下分解出Fe2+与Al3+,与Mg O相互扩散,Fe2+与Mg O反应生成(Fe,Mg)Oss固溶体,Al3+与Mg O反应,形成Mg Al2O4,试样中Fe2+的扩散速度大于Al3+;在高温状态下,烧结镁铁砂中Mg Fe2O4的Fe3+不稳定转变为Fe2+,Fe2+扩散到镁铝尖晶石表面,取代了部分Mg2+的位置,形成镁铁铝固溶体。     

不同形态Fe对Cr2 O3还原的影响

通过1350~1550℃下Fe-Cr2 O3、Fe2 O3-Cr2 O3和FeCr2 O4的碳还原实验,结合X射线衍射和扫描电子显微镜考察不同形态铁( Fe、Fe2 O3和FeO)对Cr2 O3还原的影响.同一温度下最终还原度及还原速率均呈现Fe2 O3-Cr2 O3-C>FeCr2 O4-C>Fe-Cr2 O3-C的趋势,三种样品的还原都经历了氧化物→碳化物→Fe-Cr-C合金的过程;低碳碳化物的产生以及较早形成金属液相使Fe2 O3-Cr2 O3还原更充分,合金液相中碳溶解量低导致FeCr2 O4的还原率偏低,而碳化物偏多、合金液相偏少阻滞了Fe-Cr2 O3还原率的提高.实验得到Fe-Cr2 O3-C、FeCr2 O4-C和Fe2 O3-Cr2 O3-C体系的表观活化能分别为142.90、111.84和128.9 kJ·mol-1.     

硫铁矿烧渣水热法合成形貌可控的氧化铁

以硫铁矿烧渣硫酸浸出液与氨水反应制备的Fe(OH)3胶体为前驱体,采用水热法合成不同形貌的氧化铁粒子。在中性介质中考察反应温度、物质的量比(n(Fe2+)/n(Fe3+))、水热体系总Fe浓度及晶种量对水热法氧化铁物相、形貌和粒径的影响。采用X线衍射仪、扫描电镜、透射电镜及选择区域电子衍射对水热产物物相和形貌进行研究。研究结果表明:反应温度为230℃,n(Fe2+)/n(Fe3+)为0.1以及水热体系总Fe浓度为1.25 mol/L和晶种量为2 g时,水热产物为片状α-Fe2O3粒子;控制上述其他条件不变,当温度在140～260℃时,随着温度的升高,水热法产物由α-FeOOH相向α-Fe2O3相转变,α-Fe2O3粒子形貌由球形向小圆饼状和片状依次转变;当n(Fe2+)/n(Fe3+)在0～0.12时,随着n(Fe2+)/n(Fe3+)的增加,水热产物由α-Fe2O3相向α-Fe2O3和Fe3O4相转变,α-Fe2O3粒子形貌由球形逐渐向片状转变,其粒径由小变大;当水热体系中总Fe浓度为0.625 mol/L和1.875 mol/L时,水热法氧化铁分别为不均一形貌和球形;当没有加入晶种及晶种量为6 g时,水热...     

2MgO·2B2O3·MgCl2·14H2O在H3BO3水溶液中相转化平衡溶液的拉曼光谱分析

采用拉曼光谱技术,从溶液结构方面研究了2MgO.2B2O3.MgCl2.14H2O在30℃下5种不同浓度硼酸水溶液中溶解及相转化平衡饱和水溶液中硼氧配阴离子的存在形式,给出了溶液中硼氧配阴离子的拉曼光谱峰归属.结果表明,饱和水溶液中硼氧配阴离子的存在形式分别为H3BO3、B(OH)4-、B3O3(OH)4-、B4O5(OH)42-和B6O7(OH)62-.该研究为2MgO.2B2O3.MgCl2.14H2O在不同浓度硼酸溶液中相转化机理提供了依据.     

固相Fe在高温液相Zn中的溶解行为

研究了自然对流条件下固相Fe在高温液相Zn中的溶解行为,并探讨了相应的溶解机制.结果表明:固相Fe浸入液相Zn中,随着温度的升高,Fe在液相Zn中的饱和浓度逐渐增加;溶解速率随液相Zn温度的升高显著增大,在520、560和600℃液相Zn中的溶解速率常数分别为2.1×10-6、5.06×10-6和7.15×10-6 m...     

纳米氧化铁对聚球藻生长及生理代谢的影响

用不同浓度纳米氧化铁(n Fe2O3)作用于聚球藻,并通过对聚球藻对数期的细胞数、叶绿素、总蛋白、总糖和中性脂含量等生理指标的测定,研究了n Fe2O3对聚球藻生理代谢的影响.结果表明,在0.3 mg/L至10 mg/L浓度范围内,n Fe2O3对聚球藻的生长未产生明显抑制或者胁迫的作用,表现为其细胞内的总蛋白、中性脂、总糖含量没有因n Fe2O3的存在而产生显著地变化.同时细胞数和叶绿素含量没有增加的趋势,说明在该浓度下铁元素的增加不会对聚球藻产生生长促进作用.     

Fe2O3-MoO3-Sb2O3体系中的固相反应

通过混合焙烧的方法制备Fe2O3MoO3Sb2O3复合氧化物.采用X射线衍射(XRD)、同步热重差示扫描量热(TGDSC)和穆斯堡尔(Mssbauer)谱研究Fe2O3MoO3Sb2O3三组分体系在不同温度下的固相反应,并分别与Fe2O3MoO3和Fe2O3Sb2O3双组分体系的结果加以对比.结果表明,Sb2O3加入到Fe2O3MoO3体系中抑制了Fe2(MoO4)3的形成,而MoO3加入到Fe2O3Sb2O3体系,则可显著促进FeSbO4的生成.