低品位滑石提纯工艺试验研究

我国低品位滑石需求量低,但高品位滑石供不应求,为了提高低品位滑石的利用价值,通过化学提纯与水热合成相结合的方法,以低品位滑石、硅酸钠为原料合成高品位滑石。分析了低品位滑石在不同时间下的酸溶解情况,探究了脉石矿物(菱镁矿)完全溶解的最佳时间。通过考查低品位滑石预处理方式、是否煅烧、前驱体形成条件、水热反应温度、时间等因素对产物结晶度和纯度的影响,得到最佳提纯合成工艺条件:在80℃下酸处理2 h后低品位滑石中的菱镁矿完全溶解;在60℃下将酸解混合液与硅酸钠混合,调节体系pH至7~8预反应6 h获得前驱体,前驱体在180℃水热条件下反应13 h,最终制备出了高品位滑石。研究成果可为我国低品位滑石的高值化利用提供借鉴。

高温含硼水蒸气中304不锈钢的腐蚀行为

研究了304不锈钢在300℃含硼水蒸气中的腐蚀行为,采用扫描电镜及配套能谱仪(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)等表征手段,分析了试样在含硼水蒸气中腐蚀后表面的显微结构及成分分布,并与液相中试样对比。结果表明:气相中试样表面氧元素的质量分数显著高于液相试样,并且气相中试样表面形成的氧化膜为双层结构,上层为Fe_(2)O_(3)和Fe_(3)O_(4)颗粒层,下层为细密的含铬尖晶石层,而液相试样表面仅有一层分散的氧化物颗粒;当密闭反应器中有适量氧气时,可显著降低含硼水蒸气中304不锈钢的腐蚀程度,分析讨论了可能的腐蚀与防腐机理。

晶种诱导法水热合成滑石

以乙酸镁、偏硅酸钠为原料、低品位滑石矿为晶种,采用晶种诱导法水热合成滑石。研究了低品位滑石矿焙烧产物在不同焙烧温度和时间条件下的活性,得出适宜的低品位滑石矿焙烧温度并获得高活性滑石矿晶种;以低品位滑石焙烧矿为晶种,考察原料配比、醋酸用量、水热温度、水热时间、晶种用量、p H等对合成滑石的纯度、结晶度的影响。结果表明:在焙烧温度为700℃、焙烧时间为1.5 h条件下获得的低品位滑石焙烧矿晶种的活性最佳;在乙酸镁与偏硅酸钠的物质的量比为3∶4、pH为7、水热温度为180℃、水热反应时间为48 h、加入一定量的低品位滑石焙烧矿晶种的条件下,可以制备出结晶度良好的滑石。

从中国硼行业现状看产业结构调整的紧迫性

通过对国内外硼矿资源的分布及加工利用现状的分析,从资源、技术、规模、市场和创新等角度出发,剖析中国硼工业与国外硼工业的差距,探寻目前举步维艰困境产生的原因。在资源、技术、规模存在差距的情况下,指出中国硼工业应以创新为动力,结合国家重大战略需求进行产品结构调整和产业升级,才能使硼产业健康可持续发展。

硼镁铁矿综合利用研究进展及开发前景

本文通过对我国目前可用硼资源现状的分析，认为开发利用储量丰富的硼镁铁矿已成当务之急。在对国内开发利用硼镁铁矿的各种工艺进行对比之后，指出湿法工艺较为合理，对硼镁铁矿今后开发利用前景进行了展望。

中国含硼无机产品60年发展历程及未来发展趋势

总结概况了中国含硼无机产品60 a来的发展历程。中国含硼无机产品经历了从硼酸、硼砂工业的诞生到碳化硼、氮化硼等各类含硼新材料新产品的开发生产,经历了从工艺路线的不断更新到新工艺、新装备的趋于完善。但是,目前中国高品位硼资源日趋紧缺,环境保护更加严格,基础硼产品竞争力弱。基于国内外发展现状展望了含硼无机产品的未来发展趋势。指出中国的硼化工企业应充分利用国外进口的基础硼产品,以市场为导向,结合国家重大战略需求,生产高附加值硼产品和含硼材料,比如含硼导热及耐高温材料、含硼新能源材料、含硼催化材料等。

二氧化锆制备技术进展及发展趋势

本文在介绍锆英石分解制二氧化锆的工业生产方法及进展后，认为生产作为结构材料使用的二氧化锆之传统工艺，应设法降低成本，其中等离子体法和电熔法最具发展潜力；同时指出，为适应功能材料的发展需要，应加快开发制备高纯、超细、稳定二氧化锆的工艺方法。

含铀硼镁铁矿综合利用过程中除铀方法的探讨

在对含铀硼镁铁原矿中铀的存在形式以及各种综合利用工艺实现铁硼分离后铀的分布及价态改变进行分析后，针对不同的工艺探讨了除铀方法的可行性。

非对称双稠合四硫富瓦烯衍生物的合成与表征

采用W itting偶合反应合成了两种非对称双稠合四硫富瓦烯衍生物:2-(4,′5′-二乙硫基-1,′3′-二硫代环戊烯-2′-叉)-5-(4,′5′-二腈乙硫基-1,′3′-二硫代环戊烯-2′-叉)-1,3,4,6-四硫并环戊烯(7a)和2-(4,′5′-二丁硫基-1,′3′-二硫代环戊烯-2′-叉)-5-(4,′5′-二腈乙硫基-1,′3′-二硫代环戊烯-2′-叉)-1,3,4,6-四硫并环戊烯(7b)。7a在室温下呈现半导体状态(σ=2.17×10-7s.cm-1),而7b是绝缘体。通过UV-vis,1H NMR,IR和元素分析对产物及中间产物的结构进行了鉴定及讨论,从而验证了合成路线的可行性。

镁铝水滑石的水热合成及表征

用一步水热法制得的氢氧化镁作为镁源,采用高过饱和共沉淀水热法制备镁铝水滑石。考察了水热温度、水热时间、氢氧化镁合成条件、晶种等条件对合成水滑石的晶体结构、尺寸、形貌及比表面积的影响。结果表明:采用水热温度为150℃、水热时间为3h合成的氢氧化镁作为原料时,在水热温度为190℃、水热时间为12h条件下制得水滑石的比表面积最小,形貌和结构规整;原料氯化镁中三氧化二硼杂质质量分数为0.020%时,会促进水滑石晶粒径向尺寸和厚度的增加;添加晶种会明显减小水滑石的比表面积,最佳添加量为0.5%(质量分数)。在以上最佳条件下,最终制得水滑石的比表面积达到10.33m2/g,水合粒径为878nm。

三乙醇胺硼酸酯的合成及其防锈性能

以n（硼酸）／n（三乙醇胺）=1．0：1．2，温度140～145℃，时间4h为条件合成三乙醇胺硼酸酯。用傅里叶变换红外光谱和元素分析对合成物进行表征，并且对其水解稳定性进行了测试，考察了其水溶液的防锈性能。结果表明：以不同的含量加入水中，室温下将20钢、45钢和灰口铸铁浸入其中10d，0．5％三乙醇胺硼酸酯溶液对20钢有良好的防锈效果，0，6％对45钢有较好的防锈效果，0．8％对灰口铸铁有良好的防锈效果；2．5％的三乙醇胺硼酸酯水溶液对20钢、45钢、灰口铸铁具有良好的防锈性，可作为金属加工防锈剂使用。

由菱镁矿制备高纯氧化镁的工艺研究

以菱镁矿煅烧制的得轻烧镁为原料,经消化、碳酸化制得碳酸氢镁溶液,采用活性炭为吸附剂脱除钙、铁等杂质,再热解、煅烧制得高纯氧化镁。研究了吸附温度和接触时间等因素对活性炭吸附除铁的影响,以及酸用量和时间对活性炭再生的影响。结果表明:在20℃下,吸附反应80 m in,最终的氧化镁产品中MgO含量大于99.5%,CaO含量小于0.09%,Fe含量小于0.05%;时间对再生效果影响甚微,活性炭再生效果良好,可以重复利用,为制备各种高纯氧化镁提供了一条新途径。

硼酸根插层的Ca-Al-LDHs的制备、表征和应用

以四水硝酸钙、六水硝酸铝、氢氧化钠及硼酸为原料,利用离子交换的方法合成硼酸根插层的Ca-AlLDHs,并对其进行初步表征。X射线衍射、电子扫描电镜分析和红外光谱测试表明合成出的硼酸根插层Ca-AlLDHs具有良好的层状结构,形貌呈片状,插入钙铝层板间的硼酸根具有BO_4^(5-)和BO_3^(3-)两种结构。以硬脂酸、钛酸酯偶联剂NDZ-311为改性剂,对合成出的硼酸根插层的Ca-Al-LDHs进行改性,并将改性后的硼酸根插层的LDHs粉体与乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)材料进行混合得到复合塑料,通过测复合塑料的氧指数研究该种LDHs的阻燃效果。发现当改性硼酸根插层的LDHs粉体填充量为40%(质量分数)时,拉伸强度为9.68 MPa,断裂伸长率为663.3%,极限氧指数为27.2%。

提高翁泉沟硼铁矿反应活性的工艺研究

针对碳碱法加工翁泉沟硼铁矿生产硼砂过程中存在的矿石活性低等问题,通过添加复合添加剂对硼铁矿进行活化焙烧,用常压碱解率评价焙烧矿的反应活性,分别考察了复合添加剂用量、焙烧温度以及焙烧时间对翁泉沟硼铁矿反应活性的影响。研究结果表明,加入复合添加剂进行钠化焙烧能够明显提高硼铁矿的碳碱法的反应活性。适宜的工艺条件为:复合添加剂的加入量为原矿质量的19%,焙烧温度为950℃,焙烧时间为2 h。在该工艺条件下,硼铁矿反应活性达到了93.16%。

制备高纯氧化镁的工艺研究

以轻烧镁为原料,经消化、碳化、除杂、热解及煅烧制备出高纯氧化镁,并确定了适宜的工艺条件:活性炭用量为20 g/L,时间60 m in;活性炭吸附除杂温度20℃,时间80 m in;热解温度100℃,时间20 m in,升温速率均匀缓慢;煅烧温度950℃。氧化镁产品中氧化镁质量分数可达99.5%,氧化钙质量分数小于0.09%,铁的质量分数小于0.05%,产品中粒度小于5μm的粒子质量分数达到72.3%。SEM分析表明,低温热解氧化镁为针状,高温热解氧化镁为球状。

油酸二乙醇酰胺硼酸酯湿法改性水镁石阻燃剂的研究

以油酸二乙醇酰胺硼酸酯为改性剂对水镁石进行了湿法表面改性,考察了改性剂用量、反应时间、温度和液固比对水镁石改性活化指数的影响,结果表明在改性剂用量5%、反应时间70 min、改性温度75℃和液固比4.5∶1的条件下,硼酸酯改性水镁石的活化指数达到98.87%。对改性后的水镁石进行了IR、SEM、XRD、粒度分布和TGDTG等表征,结果表明改性前后水镁石的形貌、晶体结构、颗粒大小、热行为没有发生明显变化。将改性后的水镁石作为阻燃剂添加到乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)中,随着阻燃剂添加量增加,断裂伸长率和拉伸强度均呈下降趋势,但阻燃效果逐渐加强,塑料表面的燃烧物结焦成炭量增多,阻燃效果明显。

五水合六硼酸钙的水热合成及其高温相变研究

在120℃的条件下,利用硼酸和石灰进行水热反应制备五水合六硼酸钙(CaB6O10·5H2O)。五水合六硼酸钙的差热分析结果显示,其脱水分4步,在800℃和900℃附近分别有一个相变放热峰和吸热峰。对五水合六硼酸钙的高温相变行为进行了探讨,化学分析、XRD、TG-DTA和IR分析结果表明:在600℃时,首先发生晶态的五水合六硼酸钙向非晶态的无水六硼酸钙(CaB6O10)转化,至800℃时无定型的无水六硼酸钙转变为晶态的无水六硼酸钙,进一步升温至900℃时无水六硼酸钙分解为晶态的四硼酸钙(CaB4O7)和玻璃态的三氧化二硼。

由偏硼酸钙生产过程中的废液制备过硼酸钠

以硼砂和消石灰为原料制备偏硼酸钙(CaO·B2O3·6H2O),同时得到富含偏硼酸钠的母液。在一定温度下将母液蒸发结晶得固体偏硼酸钠,再与30%的过氧化氢在稳定剂存在下经反应、过滤及干燥制备出四水过硼酸钠(NaBO3·4H2O),最后经减压脱水制得一水过硼酸钠(NaBO3·H2O)。通过对物料配比、反应温度、反应时间、液固比及稳定剂的种类进行考察,确定了适宜的工艺条件,即配料摩尔比n(NaBO2·4H2O)∶n(H2O2)=1∶1.1,液固比3.3∶1(mL/g),反应温度25～30℃,反应时间60～75min,稳定剂为聚丙烯酸。在此工艺条件下制得的四水过硼酸钠产品含B2O322%～24%、NaBO3·4H2O≥96%、活性氧含量在10%以上,Fe≤0.004%;脱水得到的一水过硼酸钠产品的活性氧为15%左右。

由硼砂和消石灰制备偏硼酸钙

以硼砂和消石灰为原料,经反应、过滤、洗涤及干燥制备出偏硼酸钙(CaO·B2O3·6H2O)产品。经过实验研究确定了适宜的工艺条件:硼钙配料比(氧化硼与氧化钙质量比)在2.2:1左右;液固体积质量比为2.76mL/g左右;温度为35℃;反应时间为8～10h。在此工艺条件下制得的偏硼酸钙产品含氧化硼质量分数为29%～31%、氧化钙质量分数为23%～25%、氧化钠质量分数≤0.5%。产物的X射线衍射分析和热重分析表明,合成的产品为六水合偏硼酸钙纯相,扫描电镜显示产物为白色的不规则六边形条状晶体。

一种高效节能降耗的碳碱法制造硼砂新工艺

通过对现行的碳碱法制硼砂的工艺过程进行分析,提出碳解过程可分为反应初期、主反应期和反应末期3个阶段。反应初期和末期吸收速率大于反应速率;主反应期开始吸收速率大于反应速率,后期二者相当。针对反应过程的特点,提出了改进碳解反应的核心是提高碳解的二氧化碳压力和适当提高温度,并对现行工艺进行了改进。改进后的工艺技术指标为:硼矿碳解率90%、碳解时间9 h、二氧化碳利用率大于96%、蒸汽消耗(以1 t硼砂计)1 292 kg。改进后的碳碱法工艺与原工艺比,反应时间缩短了1/2,能耗显著减少,二氧化碳减排效果明显,有助于提高环境质量。