化学发泡法磷石膏基相变材料制备工艺及性能研究

以磷石膏为原料,柠檬酸和碳酸钙为发泡剂,硬脂酸钙为稳泡剂,并以粉煤灰为助剂,采用化学发泡法制备多孔磷石膏基体材料,然后以石蜡为相变材料,通过浸渍法制备磷石膏基相变储能材料。考察了碳酸钙、柠檬酸、硬脂酸钙、粉煤灰用量对改性多孔磷石膏基体材料孔隙率和力学性能的影响,借助XRD、SEM、FTIR、DSC、TG表征相变储能材料的结构和性能。结果表明,随着各添加剂用量的增加,磷石膏基体材料的孔隙率逐渐上升,抗压强度逐渐下降。响应面优化工艺实验结果显示,当碳酸钙质量百分含量6.4%、柠檬酸3.2%、硬脂酸钙3.3%以及粉煤灰含量为18%时,磷石膏基体材料孔隙率最大可达到64.53%;FTIR结果表明,基体材料未产生新的衍射峰,改性磷石膏与石蜡之间没有发生化学反应,二者仅是物理混合;DSC结果表明,磷石膏复合相变材料相变温度为58.88℃,相变焓为92.95 J/g。将磷石膏和石蜡复合制备具有储热能力的磷石膏基相变材料可用于建筑节能材料,对磷石膏资源化利用提供了一条新的技术路径。

水热法活化钾长石工艺过程优化

对氧化钙和钾长石水热化学法提钾的工艺过程进行了研究和条件优化。在对反应助剂进行筛选的基础上,探讨了反应时间、反应温度、液固比和n Ca/n(Si+Al)对钾长石活化提钾的影响。通过正交实验,确定了钾长石活化提钾的最优工艺。并利用X射线衍射和傅里叶红外研究了处理后的滤渣的晶型情况。结果表明,优选的碱基反应助剂CaO,在最佳的反应条件下,钾的浸取率最高为89.24%。处理后的钾长石滤渣主要由完整度和结晶度较好的钾霞石、水钙铝榴石和葡萄石构成,显示钾长石晶体结构被破坏。

化工设计及设计软件课程思政建设探索与实践

打破传统单一的课程模式,将工匠精神、工程伦理意识、民族自豪感和使命感等思政元素与专业知识深度结合,以课赛融合、SPOC课程、翻转课堂、产教结合、企业导师进课堂等多元化教学方式来推动课程思政的实践,在潜移默化中提升学生的价值观,实现育人和育才相统一,有效落实立德树人的根本任务。

化工过程开发人员的创新思维培养

随着社会的发展,化工过程开发人员在具备化工专业技能的基础上还要具备创新思维。因此,我国在化工过程开发人员的培训中,要注重创新思维的培养,来推动化工产业升级转型,增强化工产业在市场中的竞争力。本文首先阐述了化工过程开发人员创新思维培养的重要性,然后分析了化工过程开发人员创新思维培养的对策。

醋酸酸解磷尾矿制备醋酸钙镁融雪剂工艺研究

以磷矿经过选矿后产生的固体废弃物磷尾矿为原料,回收其中的有价元素钙、镁制备环保型融雪剂醋酸钙镁并同时富集其中的P_(2)O_(5)。通过醋酸酸解磷尾矿实验研究,考察了醋酸用量、液固质量比、反应温度、搅拌转速、反应时间对磷尾矿中钙镁浸出率的影响,结果表明,在醋酸用量为理论用量的130%、液固质量比为14∶1、反应温度为90℃、搅拌速率为1000 r/min、反应时间为3 h的条件下,CaO的浸出率可达到78.26%,MgO的浸出率可达到76.32%,磷尾矿中P_(2)O_(5)的质量分数从8.82%提高至25.91%。酸解液经调节pH后蒸发结晶得到醋酸钙镁盐,对其进行表征和性能测试,结果表明,其各项指标均符合GB/T 23851—2017《融雪剂》要求,是一种低腐蚀性、可降解、融冰雪性能优异的环保型融雪剂。

热活化凹凸棒土对磷吸附性能的研究

将凹凸棒土高温煅烧活化,通过静态实验研究其对磷的吸附行为。结果表明,温度773 K时热活化效果显著。在研究的浓度范围内,吸附平衡数据显著符合Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich模型(P<0.01),优惠吸附过程,磷吸附量随试验温度的升高而增加,328 K时理论饱和吸附量为2 408 mg P/kg。吸附动力学数据显著符合Lagergren伪二级动力学、Elovich和Kannan颗粒内扩散模型(P<0.05),非均相扩散、物理吸附过程,主要控速步骤为液膜扩散和颗粒内扩散联合控制。吸附热力学参数ΔG<0、ΔH>0、ΔS>0,热活化凹凸棒土对磷的吸附为自发吸热反应。研究结论为凹凸棒土在提高磷肥与复混肥料养分利用率中的应用提供了科学依据。

磷尾矿综合利用现状及研究进展

中国磷矿资源丰富,但多为中低品位磷矿,需要选矿才能用于化工生产。磷尾矿是磷矿石经选矿产生的磷含量较低的固体废弃物,可以看作中低品位磷尾矿,主要由氧化钙、氧化镁、五氧化二磷、二氧化硅组成,有极大的综合利用潜力。针对磷尾矿的结构、组成成分、物理化学性质综述了磷尾矿综合利用现状及研究进展,详细阐述了磷尾矿在矿区填充、浸取钙镁等有价元素、再选回收磷元素,以及农业、建筑、环保等方面的应用。分析了磷尾矿综合利用过程中面临的问题并对其发展前景进行展望。指出开发新型环保高效的磷尾矿综合利用工艺是磷尾矿利用的发展方向,是磷化工企业和社会的共同需要,符合资源绿色高效利用和可持续发展的基本国策。

多种金属离子干扰下Nessler光度法测定铵氮条件的优化

系统地研究了Nessler光度法在多种微量元素离子干扰下测定铵氮含量的条件。结果表明,微量元素离子种类对显色过程无显著性影响,酒石酸钠-柠檬酸钠混合掩蔽剂可充分消除微量元素离子的干扰,掩蔽剂用量为溶液测定体积的5%,最佳测定波长380 nm,显色时间30 min。方法的检测限、定量限分别为0.006和0.012 mmol N.L-1。改进的Nessler光度法在肥料铵氮含量测定中具有推广应用价值。

高强度速分散硅钙颗粒制备及团聚机理研究

以钙硅粉体为原料,添加木质素磺酸钙-壳聚糖有机黏结剂,通过圆盘造粒技术制备硅钙球团颗粒,考察黏结剂、木质素磺酸钙、壳聚糖添加量以及干燥温度等对硅钙球团颗粒抗压性能及速散性的影响,并对造粒工艺条件进行优化;借助于XRF、XRD、FTIR等技术对原料及样品进行表征,探究硅钙粉体团聚成粒的机理。结果表明,最佳成型造粒条件为:木质素磺酸钙添加量3.75%,壳聚糖1.25%,干燥温度115℃,颗粒团聚紧密,平均抗压强度为34.4 N,亲水基团加速了水分子向颗粒内部渗透,静水实验结果显示,51 s内样品可完全崩解。

高吸水树脂的合成工艺优化及其与尿素的互效作用

以丙烯酸为主要原料,采用水溶液聚合法制备高吸水树脂。考察了交联剂、引发剂、中和度、尿素添加量等影响因素并对合成工艺条件进行了优化,借助DTA/TG对其热分解性能表征。结果表明:在温度75℃、中和度80%、引发剂和交联剂分别为单体质量的0.5%和0.3%、尿素的添加量为5%左右时,可有效改善吸水树脂的吸水性能,得到的高吸水性树脂吸液倍率最优为428 g/g。

不同增效氮肥的制备及缓释性能研究

尿素添加增效剂,采用圆盘造粒法制备增效氮肥,考察了增效剂种类、增效剂添加量、黏结剂种类及黏结剂添加量对增效尿素产品缓释性能的影响。借助于SEM、FTIR等表征技术,结合颗粒平均强度等性能测定分析产品的构效关系。实验结果表明,在静水环境中,增效剂选用质量分数为5%的硼酸、黏结剂选用质量分数为5%的CaCl_(2)制备出的肥料样品缓释性能最佳,在7 d内尿素态氮缓释率仅为81.54%;SEM显示,最优条件下所制备的肥料样品内部形成了三维网络结构;FTIR显示,样品中引入了钙离子,增效剂和黏结剂双重作用,使得尿素结构发生变化,提升了样品的氮缓释性能。

磷化工经济评价决策支持系统的研究与开发

将决策支持系统(DSS)应用于磷化工产业的经济评价对其科学决策和降低投资失误有重要意义,本文介绍了磷化工决策支持系统总体结构设计和模式,论述了经济评价决策支持系统在新建磷化工项目中的实现过程,并以热法磷酸工艺为例展现其功能。

腐植酸接枝共聚物的研究进展及应用前景

综述了接枝共聚物的发展现状与腐植酸类共聚物的研究进展。腐植酸含有丰富的含氧官能团,如羧基、酚羟基等基团,使得腐植酸分子具有氧化还原、亲水、络合、吸附、分散以及易于接枝共聚改性的能力。从不同用途介绍腐植酸类共聚物,因其具有成本低、绿色、安全等特性,在工业、农业、畜牧业、林业以及医药等方面都有着广阔的应用前景。

钨钼选矿废水的资源化利用

某钨钼选矿废水中含有磷、钙、氯和氟等元素。通过二段加入氧化钙中和,即首先在45℃、200 r/min的条件下反应3 h,基本脱除废水中的氟,同时沉淀少部分磷,过滤后得到一段固体产物;再在滤液中继续加入氧化钙[m(CaO)∶m(H2O)=1∶4],在50℃、600 r/min的条件下反应1 h,过滤得到二段固体产物,滤液返回选矿工段循环再利用。经XRD分析,一段过滤的固体产物为氟化钙、氟磷酸钙和磷酸氢钙,二段固体产物为二水磷酸氢钙,经该工艺处理的磷回收率达到99%,实现了钨钼选矿废水的资源化利用。

过磷酸钙化成期掺杂鸡粪制备高效磷肥的研究

研究了鸡粪细度、鸡粪用量、硫酸溶液初始温度、硫酸用量和硫酸浓度对改性磷肥化学性状的影响,并通过L9(34)正交试验研究了制备改性磷肥的最优工艺条件。结果表明,改性磷肥磷转化率随鸡粪细度、鸡粪用量、硫酸溶液初始温度和硫酸浓度的增加而降低,随硫酸用量的增加而增加。影响改性磷肥有效磷含量的因素大小顺序为硫酸浓度、鸡粪用量、硫酸溶液初始温度、硫酸用量,影响改性磷肥磷转化率的因素大小顺序为硫酸浓度、硫酸用量、鸡粪用量、硫酸溶液初始温度,两者的最优工艺设计为100 g磷矿粉鸡粪用量15 g、硫酸溶液初始温度70℃、硫酸用量125%(理论值)、硫酸浓度65%、鸡粪细度0.8 mm。

磷化工技术评价决策支持系统开发

根据决策支持系统理论,以微软SQL Server 2005数据库管理开发系统软件和J2EE技术为开发工具,构建了磷化工技术评价决策支持系统。描述了该系统构建的基本框架、流程、功能和运行步骤,并提供了电炉制黄磷工艺实例。该系统将为磷化工技术评价提供辅助决策和评判功能。

氢氧化钠法分离回收镍钴渣中锌钴试验研究

研究了用氢氧化钠从湿法炼锌镍钴渣中回收锌、钴。基于单因素试验,揭示了锌、钴浸出行为,考察了反应时间、温度、氢氧化钠质量浓度和液固质量比对锌、钴浸出率的影响。结果表明:用氢氧化钠浸出,在温度70℃、液固质量比10/1条件下,用质量浓度398 g/L的氢氧化钠溶液浸出镍钴渣0.5 h,锌、钴浸出率分别为93.5%和5.11%;浸出渣中锌、钴质量分数分别为4.80%和32.70%,锌、钴得到有效分离。

风化煤在磷矿酸解体系中的吸附特性研究

研究了风化煤对磷矿酸解反应体系中Ca2+、Fe3+、Al3+及H2PO4-的吸附特性。实验表明:风化煤吸附上述4种离子从易到难的顺序及最大吸附量从大到小的顺序均为:Fe3+、Ca2+、Al3+、H2PO4-;吸附等温方程均符合Lang-muir方程,且相关性显著。为探讨风化煤对磷矿转化率的影响和生产生态型磷肥提供了理论基础。

水热酸解甘蔗渣制备水溶性碳肥工艺研究

甘蔗渣是一种极具潜力的高值化农业生物质资源。本文以水热法通过单因素试验研究了反应时间、反应温度、硫酸浓度、甘蔗渣与硫酸溶液固液比对甘蔗渣在酸性溶液中水解生成水溶性碳的过程,通过正交试验优化了水解工艺条件,在反应时间为30 min、反应温度为180℃、硫酸浓度为5.5 mol/L、甘蔗渣与硫酸溶液固液比为1∶16时达到最优,有机质收率为26.88%。水解产物主要通过断裂3100 cm^(-1)~3500 cm^(-1)和1032.23 cm^(-1)处官能团而生成。研究结果为甘蔗渣水解制备水溶性碳肥及其应用提供了科学依据。

基于响应面法的半水硫酸钙晶须制备工艺优化

本研究以氯化钙、硫酸为主要原料,采用常压酸化法制备半水硫酸钙晶须。以长径比、长度为主要指标,在单因素实验的基础上,运用响应面法中的Box-Behnken design对反应温度、硫酸浓度、反应时间、搅拌速度进行优化,建立半水硫酸钙晶须制备工艺的数学模型,研究制备的最优工艺条件。结果表明,制备半水硫酸钙晶须的最优工艺条件为:反应温度103℃、硫酸浓度7.4%、反应时间60 min、搅拌速度288 r·min-1,得到的晶须样品形貌规整、均一,平均长径比为82.2,90为53.3,平均长度为562μm。