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。

磷矿资源绿色全量利用技术研究现状及突破思路

磷矿是一种战略性、不可再生的矿产资源。介绍了世界及我国磷矿资源的概况,指出了我国磷矿资源利用中存在的主要问题;从磷矿加工技术、磷矿加工副产物资源(如黄磷渣、磷尾矿、萃余酸、淤渣酸、磷石膏)的高效利用、磷矿伴生资源综合利用等3方面阐述了磷矿资源绿色全量利用技术的研究现状,并提出了磷矿资源绿色全量利用的突破思路。

“双碳”背景下热法黄磷生产技术研究现状及建议

黄磷支撑着我国磷酸盐精细化和有机磷化工的发展,是磷化工行业重要的基础原材料。热法黄磷生产高能耗、高污染、高碳排放,因此创新产业可持续发展模式,突破资源、能源、环境的多重制约因素,开发绿色黄磷生产技术是我国黄磷企业今后发展的必经之路。结合“碳达峰、碳中和”的时代背景,本文阐述了黄磷生产技术发展及副产物资源化利用现状,目前黄磷生产存在磷矿资源贫化、副产物低值化利用普遍、能源转型难度高、企业整体能效水平低、产业链链接关键技术不足等问题,提出加快推广黄磷尾气烧结中低品位磷矿成球技术、加大开发资源化增值利用技术、探索黄磷还原新技术、加强企业合作、构建多产业耦合的磷资源产业循环经济五条建议,旨在助力实现黄磷行业节能降碳、绿色发展。

石膏基复合相变储能材料的研究进展

建筑能耗、工业能耗和交通能耗是能源消耗的主要方式。其中,建筑能耗约占能源消耗的40%,建筑能耗的持续上升会增加碳排放和加速化石能源的消耗,因此,如何提升建筑材料的保温节能性能逐渐成为建筑材料领域的研究热点。储热技术不仅可以降低建筑能耗,还可以减少环境污染。相变储能材料具有优异的储放热能力,是实现热能储存以及温度控制的重要技术手段,在建筑节能领域具有广阔的应用前景。该文主要综述了石膏基相变储能材料的研究进展;根据石膏基相变材料的不同,分析归纳了石膏基有机相变材料和石膏基复合相变材料;介绍了浸渍法、多孔材料吸附法、微胶囊法等制备石膏基复合相变储能材料的方法和机理及影响石膏基相变储能材料的因素;展望了石膏基相变储能材料的研究方向。

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。

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。

磷石膏配料碳热熔融还原硫逸出及熔渣物相分析

基于配料计算在磷石膏中添加硅、铝、镁等,使其渣系满足矿渣棉生产对酸度系数、氢离子指数、黏度系数的要求。通过热重分析、熔融特性的测定及高温还原焙烧/熔融实验,探究了磷石膏配料在高温还原过程中硫逸出及熔渣的物相结构。结果表明:碳的加入可以促进磷石膏分解,加入量以n(C)/n(S)=0.5为宜;还原剂(石墨、无烟煤、焦炭)及配料的加入均可以降低磷石膏体系的熔融特征温度,CaO-MgO-SiO_(2)-Al2O_(3)四元相图计算表明配料体系在1255.73℃时形成最低共熔点。磷石膏及其配料在高温焙烧过程中的物相演变规律表明,CaS为CaSO_(4)还原过程的中间产物,配料中加入的SiO_(2)可结合更多的CaO促进CaS和CaSO_(4)反应的进行。还原熔融实验表明,n(C)/n(S)对熔渣硫含量及体系脱硫率影响较大。以焦炭为还原剂,磷石膏配料的酸度系数Mk=1.4、pH=4.85、n(C)/n(S)为0.5时,采用刚玉坩埚在1450℃下高温熔融20min后,脱硫率可达99.05%,硫高效逸出的同时形成的熔渣呈非晶态,具有良好的玻璃相结构。

植物油基聚氨酯包膜肥料研究进展

缓释肥包膜材料采用的聚氨酯主要由石油基原料制备,由于石油基聚氨酯成本高、环境风险较大,近年来逐渐被生物基聚氨酯所取代。在众多的生物基材料中,植物油因价格低廉、来源广泛、无毒性、可生物降解等特点,成为缓控释肥料膜材的研究热点。本文分别综述了植物油基多元醇的制备方法,植物油基聚氨酯包膜的分类,植物油基聚氨酯包膜肥料的改性及应用。环氧开环、酯交换反应、氨解法、加氢甲酰化以及臭氧氧化还原是植物油改性制备植物油基多元醇的常用技术手段。丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅、氟改性、纳米材料等是植物油基聚氨酯包膜材料改性的常用原料,试验证明植物油基聚氨酯包膜肥料具有减少氨挥发、氮淋溶,提高氮素利用效率的作用。如何提高植物油基聚氨酯交联密度、降低生产成本、深入揭示缓释机理以及扩大在大田试验的应用场景将是今后研究的重点。

磷石膏综合利用途径及关键共性技术创新研究建议

磷石膏是磷酸工业生产的副产物,堆放量逐年增加,给环境和农业安全带来了巨大威胁。介绍了磷石膏综合利用途径,分析了磷石膏生产水泥、制备硫酸铵、硫酸钾、碱性土壤调理剂的机理,建议开展磷石膏综合利用关键共性技术创新的研究以及加大磷石膏源头减排技术研发,实现磷石膏无害化、资源化和高值化利用。

浓酸矿粉中和法制备过磷酸钙工艺研究

主要研究了浓酸矿粉中和法制备过磷酸钙的工艺过程,通过正交试验考察了氨水用量、硫酸用量、硫酸质量分数和研磨时间等因素对过磷酸钙品质的显著性影响,并与浓酸矿粉法进行了对比。结果表明,最优工艺条件为氨水用量5%、硫酸用量为理论用量的115%、硫酸质量分数98%、反应时间45min,其中氨水用量和硫酸用量对结果的影响最为显著。与浓酸矿粉法相比,通过浓酸矿粉中和法制备过磷酸钙,鲜肥中磷转化率达到80.14%,平均提高4.01%;游离酸质量分数达到13.28%,平均下降3.96%,产物具有良好性能。

河南省化工产业集聚区绿色发展研究

结合河南省现代化工产业发展现状以及“十四五”期间国家和河南省对化工行业发展所提出的要求,对河南省濮阳、济源、焦作、沁阳、鹤壁宝山、永城6个现代化工产业集聚区进行调研。分析了“双碳”目标下河南化工产业集聚区绿色发展存在的问题及对策,并提出了发展建议。以市场需求和国家产业政策为导向,结构调整和产业升级为主线,科技创新为动力,技术改造为手段,推动化工产业集聚区绿色高质量发展。

磷石膏基复合相变材料的制备及储热性能研究

以磷石膏为原料,采用常压盐溶液法在硝酸镁溶液中制备α-半水石膏,以凹凸棒土和聚氨酯为载体、十水硫酸钠和结晶乙酸钠二元共晶水合盐为相变材料,采用真空吸附法制备定形相变材料,然后将α-半水石膏与定形相变材料复合制备磷石膏基相变材料,并考察了其机械强度和储放热性能。结果表明,由磷石膏制备的α-半水石膏抗折、抗压强度分别为8.9、36.8 MPa,定形相变材料的相变温度为28.5℃,相变焓为82.6 J/g。由于掺入相变材料导致石膏晶体结合点减少,磷石膏基相变材料抗压强度降低,但其仍然能够达到建筑石膏的使用要求。升、降温实验结果表明,磷石膏复合相变材料与纯磷石膏保温箱相比,温差为8.9℃,具有一定的储能效果。

复合改性剂对碳酸钙晶须表面改性的研究

利用饱和脂肪酸和偶联剂作为复合改性剂对碳酸钙晶须进行改性研究,研究了复合比、改性温度、改性时间、搅拌速度、改性剂用量等因素对改性效果的影响,选择活化指数和沉降体积对改性效果进行表征。结果表明:在复合比1.5∶1、改性温度80℃、改性时间30min、搅拌速度250r/min、改性剂用量3%时,可以有效提高碳酸钙晶须的疏水亲油性。对改性前后碳酸钙晶须进行IR检测及分析,并对改性机理进行了分析。

钙镁磷肥中主要营养元素的功能及其施用效果

钙镁磷肥是一种含磷、钙、镁、硅等多种营养元素的碱性矿质肥料,在酸性土壤上具有良好的施用效果和应用前景,但在推广中受到多方面因素的制约。研究了钙镁磷肥中磷、镁、硅、钙等有效元素对作物生长的影响。

纳米氢氧化镁制备及其阻燃应用进展

纳米氢氧化镁因其绿色、高效等优势在塑料、橡胶等高分子材料的阻燃方面有广泛的应用前景。随着研究的深入,沉淀法、水热/溶剂热法和微波辅助法等制备方法已在纳米氢氧化镁的制备中占据主导。本文首先从纳米氢氧化镁形貌与粒径的控制方面介绍了这3种主流制备方法,对部分制备过程中的作用机理进行了探究,对每种制备方法的优劣进行了阐述,进而对制备方法进行对比总结。其次讨论了纳米氢氧化镁在应用领域存在的问题及解决办法,概述了其在多种高分子材料阻燃领域的应用,并以理论结合实例从多个角度探究了纳米氢氧化镁的阻燃机理。最后对目前纳米氢氧化镁制备方法和应用方面遇到的机遇和挑战进行了展望,希望能为纳米氢氧化镁的进一步深入研究提供有益的启发和参考。

丙烯酸基高吸水性树脂的研究进展

介绍了高吸水性树脂的制备方法以及各种方法的优缺点。概述了不同的改性材料对高吸水性树脂吸水保水性能的影响,并给出了增加比表面积、分子量、活性基团数量、适当的中和度和交联度等方法来提高吸水保水能力。总结了高吸水性树脂在环境治理、建筑材料和农林业三个领域的应用。对高吸水性树脂性能的进一步改善进行了展望,开发低成本、可降解的高吸水性树脂仍是亟需解决的难题。

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。

农作物废弃物生物炭制备及改性的研究进展

生物炭作为新型绿色材料有着广泛的应用前景,农业废弃物大量被直接燃烧或丢弃。为实现其资源化利用,同时作为高性能吸附材料改善环境,本文综述了热解法、水热炭化法、微波法以及气化法等制备农业废弃物生物炭的主要方法,并对热解机理进行了探究,论述了不同改性方法通过改善生物炭孔隙结构、表面官能团数量以及增加吸附位点的数量来提高其吸附性能,总结了生物炭在废水处理、土壤改良和清洁能源方面的研究现状,以期为农作物废弃物生物炭在实际应用中更好地发挥作用提供思路。

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。

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。