碳热氯化过程中氯化剂在SiO_(2)(101)面吸附模拟

粉煤灰中有价元素提取是实现粉煤灰高值化资源的有效途径。氯化法因处理速率快、产物分离操作简单、处理过程渣减量化程度大等优点而受到研究者重视,但粉煤灰中SiO_(2)含量大,且氯化速度较其它氧化物小,影响到氯化法在粉煤灰处理中的应用。基于第一性原理的从头计算方法,对Cl原子、Cl_(2)和COCl化合物与C原子在β-SiO_(2)(101)面的协同吸附行为进行了分析。结果表明,在无C原子存在时,Cl原子和COCl化合物可与β-SiO_(2)(101)面发生化学吸附,而Cl2与β-SiO_(2)(101)面的吸附键类型与其吸附方法有关。吸附能计算结果显示,无C原子存在情况下,氯化剂在β-SiO_(2)(101)面的化学吸附趋势为Cl原子>COCl化合物> Cl2,Cl原子吸附于β-SiO_(2)(101)面的吸附能为-4.80 eV。在C原子存在时,上述三种氯化剂在β-SiO_(2)(101)面的吸附能不仅与氯化剂吸附方式有关,还与C原子出现位点有关。总体而言,C原子存在情况下,氯化剂在β-SiO_(2)(101)面的化学吸附趋势为Cl原子> COCl化合物> Cl2,当C原子出现在OA位置时,Cl原子在β-SiO_(2)(101)面的吸附能最小,为-9.74 eV。电子分布和态密度分析结果表明,C原子和Cl原子在β-SiO_(2)(101)面的协同吸附作用有利于电子向Cl原子转移,同时促使β-SiO_(2)(101)面整体稳定性下降,有助于后续晶面吸附结构的解离或氯化剂的吸附。

染色技术对盐湖卤水蒸发效率的影响

盐湖自然条件下晒制成合格的卤水需要的时间与盐湖工业生产效率有着密切的联系,提高晒制光卤石原矿的效率缩短晒制时间将会提高生产效益和经济效益。当前盐湖卤水主要是在自然条件下进行晒制和蒸发,因此提出采用某类物质对卤水进行染色从而提高其蒸发速率。文章研究了自然光颜色、有机化合物以及表面活性剂对盐湖蒸发速率的影响。实验结果表明:绿色染料对卤水蒸发速率与其它颜色染料相比具有巨大的优势,蒸发速率达到了0.439 kg/m^(2)·h。有机化合物中乙醇对卤水蒸发速率影响最大,在乙醇加入后速率达到了0.175 kg/m^(2)·h,蒸发速率增加了29.6%。而表面活性剂中十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠的加入也促进了卤水蒸发,蒸发速率分别为0.349 kg/m^(2)·h和0.315 kg/m^(2)·h,蒸发速率增加了23.7%和11.7%。通过研究染色技术对卤水蒸发效率的影响为提高生产效率和科学研究提供依据。

粉煤灰制备高耗氯产品主反应装置能质平衡模型

探索开发新的粉煤灰有价组元高附加值提取工艺对提高大宗固废粉煤灰的资源利用效率具有现实意义。首先,基于氯化冶金原理提出采用喷吹竖炉工艺结合精馏提纯技术,以粉煤灰与工业副产氯气为主要原料制备高耗氯产品的技术解决方案,兼顾“以废治废”。然后,构建了喷吹竖炉工艺主反应装置的能质平衡模型,通过数值计算分析了经济技术指标,评估了工艺的可行性。计算结果表明,每小时处理695 kg粉煤灰可以生产具有高附加值AlCl_(3)、FeCl_(3)及SiCl_(4)的理论产量分别为498.78、94.86、935.55 kg,同时消耗焦炭280.47 kg、工业副产氯气1 593.74 kg、载气空气182.07 kg;提高工业副产氯气的预热温度可以减少焦炭消耗量,优化生产成本;炉气带走热量占主反应装置热量支出的74.78%,与粉煤灰中各氧化物的氯化率呈正相关;精馏提纯后的高热值炉气结合烟气炉等余热回收设备可以实现循环利用。研究内容和结果可为后续工艺仿真模拟和优化操作参数提供理论基础和数据支撑。

有机胺萃取法制备硝酸钾的工艺研究

以硝酸以及氯化钾为原料,以二正丁胺为有机萃取剂,通过萃取法制备硝酸钾。首先将硝酸和氯化钾放入250 mL烧杯中,加入定量的水,搅拌并加热至80℃,停止加热。称取56.05 g二正丁胺,缓慢加入溶液中,反应一段时间后,生成白色细小的晶体,持续搅拌30min。将溶液静置降温至室温,抽滤分离出溶液底部的晶体,将晶体用无水乙醇洗涤3遍后,放入110℃烘箱中烘干2 h,得到产品。抽滤分离的滤液加入浓氨水,立即产生白色絮状不溶物,搅拌15min,静置分层,上层有机相即为二正丁胺,可回收循环利用。

反应萃取法制备熔盐级硝酸钾工艺探讨

反应萃取法是一种低成本、高效制备熔盐级硝酸钾的方法。研究了氯化钾和硝酸结晶萃取制备熔盐级硝酸钾的工艺,通过参数优化,得到了实验室条件下最佳的反应结晶条件:HNO3与KCl物质的量比为(1.4~1.5)∶1,冷却结晶温度为5~10℃,冷却结晶时间为60 min,并通过重结晶获得了纯度大于99.4%的熔盐级硝酸钾。母液中的硝酸在萃取温度为30℃、磷酸三丁酯(TBP)体积分数为30%、油水相比为5∶1时能被磷酸三丁酯TBP和磺化煤油组成的萃取体系有效萃取。

氢氧化镁的制备与分散性的控制

以六水氯化镁、有机胺为原料,通过有机胺共沉淀法制备氢氧化镁,分别研究了氯化镁溶液的浓度、反应温度、添加有机胺的方式、搅拌速率对氢氧化镁晶粒分散性的影响。通过制备的氢氧化镁的沉降时间来对氢氧化镁晶粒的分散性进行初步判断,并利用X衍射分析仪、扫描电子显微镜对其形貌和物相组成进行表征和分析。实验结果表明:在搅拌速率为500 r/min下,有机胺急加入80℃的3.0 mol/L的氯化镁溶液中,可制备出粒径均一、晶形完整单片状结构且具有良好分散性的氢氧化镁。

电石渣资源化利用进展

电石渣是电石水解制备乙炔时的副产物,它是一种工业废渣,大量排放和堆积电石渣不仅影响环境,也限制了企业的发展。论文介绍了电石渣在建筑材料、化工生产、三废处理等行业中的资源化现状,探讨了电石渣资源化利用和产业化发展的可能性及条件,分析了电石渣产业化发展的机遇和困境。

太阳能中高温熔盐储热介质研究及工程化示范

太阳能热发电,又名聚焦型太阳能热发电,是通过“光—热—功”的能量转化过程实现发电的一种技术。其中传热蓄热系统是太阳能热发电系统中重要的一环,传热蓄热介质的选择尤其重要。熔盐具有使用温度范围广、比热容高、粘度低、稳定性好、饱和蒸汽压低、热容大等一系列优势,有着良好的应用前景。开展混合熔盐的物性与结构研究对提高熔盐使用温度区间和熔盐的稳定性有着重要的意义。本文基于青海省科技厅重大科技专项的支持,开展了分子动力学模拟和实验,研究了熔盐物性和结构之间的关系,为熔盐的深入研究和实际应用奠定了基础。

氯盐体系硝酸/盐酸脉冲萃取分离装置水力学研究

硝酸-氯化钾直接法可低成本制备熔盐级硝酸钾,溶剂萃取分离氯盐溶液中的硝酸和盐酸是关键步骤之一。研究了处理H+/K+/Cl-/H_(2)O-磷酸三丁酯/磺化煤油体系脉冲筛板萃取塔的水力学性能,结果表明分散相液滴直径随脉冲强度的增大而减小,与两相表观流速无关;存留分数随脉冲强度的增大呈现先减小后增大的趋势,随两相表观流速的增大而增大。拟合得到了液滴直径与存留分数的Kumar-Hartland关联式,两者计算值和实验值的平均相对偏差(AARD)分别为4.74%与5.60%。

利用CaCl_2去除粗水合肼溶液中Na_2CO_3的工艺研究

针对水合肼生产过程中,粗肼含有大量的Na_2CO_3需要除去。文章主要探讨利用纯碱装置副产的CaCl_2与粗水合肼中Na_2CO_3反应生成碳酸钙沉淀,除去粗肼液中Na_2CO_3的工艺方法进行研究。