EDTA络合高钛渣熔盐反应产物中的Fe^3＋及TiO2的制备

研究了酸性介质中EDTA对高钛渣与NaOH熔盐反应水洗产物中Fe3+的络合作用,考察了EDTA加入量、反应时间、pH值和温度对Ti4+和Fe3+溶出率的影响.结果表明,增加EDTA量、延长反应时间、减小pH值及升高温度,Fe3+溶出率增大.将反应后的固相在105℃下水解可制得球状锐钛型TiO2,平均粒径为100nm,纯度可达99.3%.

碱法钛白粉生产工艺中硫酸钛溶液的制备和水解

研究了碱法钛白粉清洁生产工艺中硫酸钛溶液的制备及水解。硫酸钛溶液制备过程中,通过试验及MATLAB拟合,确定了硫酸质量分数、原料用量与硫酸钛溶液质量浓度及酸度系数(F值)间的函数关系;水解过程中,考察了水解温度、酸度系数(F值)、硫酸钛质量浓度对水解的影响。在优化水解条件下,钛水解率达90%以上,制得的偏钛酸在高温下煅烧可得到金红石型和锐钛矿型二氧化钛。

分段进气多级环流反应器流动与传质特性研究

多级环流反应器通常在段间安装多孔分布板或其他内构件,增加了流体流动的阻力,导致环流液速降低。为此,文中在多级环流反应器研究的基础上,设计了一种新型分段进气、多级环流反应器,利用新通入气体的抽提力和喷射力,缓解了段间的流动压降,并加速气泡的破碎;重点考察了进气量在各段中的分配比例对分段进气多级环流反应器流体力学的影响。应用电导率仪和溶解氧分析仪分别测量环流液速、混合时间及体积传质系数。实验结果表明:分段进气时,第2段和第3段中的环流液速比较高,并明显高于多级环流反应器中的环流液速;不同的操作条件下,上下二端的混合时间差距明显,表现出串联反应器特性;体积传质系数远高于多级环流反应器,最大值约为多级环流反应器的2.4倍。

三段进气环流反应器气泡参数与传质特性研究

多级环流反应器通常在段间安装多孔分布板或其它内构件,增加了流体流动的阻力,导致环流液速降低。为此,今在多级环流反应器研究的基础上,设计了一种新型三段进气、多级环流反应器,利用新通入气体的抽提力和喷射力,缓解了段间的流动压降,并加速气泡的破碎;重点考察了进气量在各段中的分配比例对分段进气多级环流反应器流体力学的影响。应用多通道电导探针气泡特征参数测量仪和溶解氧分析仪分别测量气泡参数(气含率、气泡速度、气泡直径)及体积传质系数。实验结果表明:三段同时进气时,气泡直径明显减小,气液接触比表面积增加显著;体积传质系数远高于多级环流反应器,最大值约为多级环流反应器的2.3倍。根据修正双膜理论,计算得到了三段进气时体积传质系数的经验关联式,较好地反映出体积传质系数的变化规律。

分段进气环流反应器传质性能及在葡萄糖氧化中的应用

在多级环流反应器的基础上,发展了一种新型分段进气、多级环流反应器(MS-MSALR)。在气流量为0.2～0.6m3/h的条件下,研究了MS-MSALR中体积传质系数、葡萄糖氧化反应速率随气流量的变化规律,并与多级环流反应器进行了比较。多级环流反应器的体积传质系数随气流量的增加而增大,葡萄糖氧化反应速率随气流量的增加而增加。MS-MSALR的体积传质系数呈抛物线状分布,最大值约为多级环流反应器的2.4倍;反应速率在Q2/Q1较小时取得最大值,并保持不变。

碱法钛白清洁生产工艺中循环碱液的杂质分离

研究了碱法钛白清洁生产工艺循环碱液中关键组分锰、硅、铝的去除方法,考察了添加剂用量、反应温度等对去除杂质离子的影响.结果表明,当反应温度为90℃、还原剂与碱液体积比为1:200时,Mn(VI)的去除率可达到99.7%;在70～90℃之间,添加适量CaO,可将碱液中铝含量(以Al2O3计)由10.03g/L降至1g/L,将硅含量(以SiO2计)由2.70g/L降至0.2g/L.经XRD分析,无铝存在时脱硅产物为1.5CaO·SiO2·xH2O,有铝存在时脱硅铝产物为Ca2.93Al1.97Si0.64O2.56(OH)9.44.

NaOH水热转化-H_2SO_4浸出法从硫酸法钛白酸解残渣(黑泥)中回收利用钛（英文）

提出一种从黑泥中回收利用钛的新工艺,该工艺包括NaOH水热转化、水洗和H_2SO_4浸出制备TiO_2。在优化的反应条件下,即NaOH溶液浓度为50%(质量分数)、NaOH/黑泥质量比为4:1、反应温度为240°C、反应时间为1 h和氧气分压为0.25 MPa,钛转化率可达97.2%,主要含钛产物是Na_2TiO_3。非目标产物Na_2TiSiO_5在水洗中保持稳定,在水热反应中提高NaOH浓度可以抑制Na_2TiSiO_5的生成。水热产物经过水洗后,97.6%的Na^+可以回收。含有NaOH的溶液经过浓缩之后可以回用。在较低温度下,水洗物料中96.7%的钛能被较低浓度的硫酸浸出得到钛液。利用所得钛液进一步制备合格TiO_2产品。

镁盐和铝盐对硫酸钛溶液水解过程的影响（英文）

研究硫酸钛溶液中作为杂质的硫酸镁和硫酸铝对TiOSO4水解过程的影响。考察水解过程中,钛的转化率和偏钛酸粒径随硫酸钛溶液中硫酸镁和硫酸铝浓度的变化情况。采用Boltzmann生长模型拟合水解率曲线,可得到较好的拟合结果且R2>0.988。使用ICP、SEM、XRD和激光粒度仪对样品进行表征。结果表明,硫酸镁能够同时提高水解速率和最终的水解率,当硫酸钛溶液的F值(硫酸与TiO2的质量浓度比)较高时,这种趋势尤为明显(水解率由42.8%提高至83.0%),而硫酸铝对水解率的影响不明显(水解率由42.8%提高至51.9%)。通过对偏钛酸粒径的考察发现,硫酸镁和硫酸铝均能够明显地增加微晶粒径及减小偏钛酸聚集体粒径。

钯在硝酸高铈铵溶液中的溶解工艺及宏观动力学研究

钯(Pd)是重要的战略金属,具有优异的理化性质,广泛应用于石油化工、汽车制造、航空航天和电子信息等领域。因其自然储量低,难以满足社会发展的需求,研究含钯二次资源回收技术,实现金属钯的循环利用具有重要意义。本工作针对传统湿法回收钯技术存在的酸耗高、NO_(x)排放量大等问题,提出了环境友好的硝酸高铈铵浸出新体系,考察了浸出剂浓度、酸度、添加剂浓度、反应温度、搅拌速度等因素对钯粉在硝酸高铈铵溶液中的溶解率的影响。结果表明,金属钯在混合体系中的溶解受到Pd表面吸附的显著影响。在没有Cl^(-)的情况下,金属钯表面吸附氧或者吸附NO_(3)^(-)形成了表面钝化,阻碍了Ce^(4+)与Pd原子的反应,5 h溶出率仅为0.2%。添加Cl^(-)后,通过竞争吸附能够有效破坏表面钝化层,构成突破点,从而加速钯的溶解反应。NO_(3)^(-)与Cl^(-)构成竞争吸附,更高浓度的硝酸根需要更高浓度的Cl^(-)启动溶解反应。优选浸出反应条件如下:硝酸高铈铵浓度1mol/L、硝酸浓度1 mol/L、盐酸浓度0.03 mol/L、反应温度80℃、搅拌速度200 r/min,在该条件下反应1.5 h钯粉的溶解率达到100%。钯粉在硝酸高铈铵溶液中的溶解过程符合化学反应控制的反应核缩减模型,表观活化能为58.7 kJ/mol,动力学方程为1-(1-x)^(1/3)=2264806e^(-58732/RT)t。

磷酸活化焙烧-酸浸法富集低品位还原钛渣

以钒钛磁铁矿经煤基直接还原电炉熔分工艺生产的钛渣为原料,采用磷酸活化焙烧稀硫酸浸出方法去除杂质提高钛渣品位.钛渣的物相包括黑钛石、辉石(玻璃相)、塔基洛夫石、镁铝尖晶石等.考察了磷酸焙烧活化过程中各因素对钛渣晶型转化的影响及稀硫酸浸出过程中各因素对主要杂质(Ca,Mg,Al,Si)浸出的影响,得到优化的工艺条件为:焙烧温度1273K,焙烧时间100min,磷酸加入比例7.1%(ω),酸浸温度110℃,硫酸浓度5%(ω),液固质量比10:1,浸出时间120min,在该条件下钛渣中TiO2含量由52.54%提高至68.31%.

氧氯化锆生产中转型料酸解与絮凝脱硅过程

以锆英石碱分解所得烧结料经水洗、转型后的转型料为原料,研究其盐酸酸解与酸解液絮凝脱硅过程中主要工艺参数对脱硅效果的影响,并采用红外与核磁共振表征水洗料转型、转型料酸解及酸解液絮凝过程中硅酸聚合状态.实验获得优化的酸解与絮凝条件为:酸解温度微沸,酸解时间5 h,酸解酸度5.20 mol/L(以HCl计),锆液浓度125 g/L[以Zr(Hf)O2计],絮凝温度40℃,絮凝时间1 h,絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺类CPAM-1,絮凝剂浓度1%(ω),加入量4%(φ).在该条件下进行5 L规模实验,氧氯化锆水溶液硅含量稳定降至(35～50)×10-6(ω),锆含量及酸度分别为120 g/L[以Zr(Hf)O2计]和5.10 mol/L(以HCl计),由该水溶液蒸发浓缩结晶所得氧氯化锆产品指标与市售普通级产品相当.

钒钛磁铁精矿直接还原过程中金属铁颗粒长大特性

通过钒钛磁铁矿精矿直接还原实验,研究了不同还原剂和添加剂对还原过程金属铁颗粒长大的影响.提高还原温度能促进还原产物中金属铁颗粒的长大,金属铁颗粒中V含量也显著增加.与用无烟煤和褐煤还原产物相比,用烟煤还原产物中金属铁颗粒明显长大,这是由烟煤中高灰分含量所引起的.金属铁颗粒长大机理的研究表明:Na2CO3和Na2SiO3的熔点较低,且能破坏铁橄榄石和铁尖晶石的结构,并生成一些低熔点物质,而SiO2能与铁橄榄石形成低共熔混合物.这些低熔点物质都有助于改善金属铁相的扩散,从而促进金属铁颗粒长大.

由伴生明矾石尾矿制备铝钾产品

提出了伴生明矾石矿尾矿中温焙烧低浓度酸浸处理工艺,尾矿经700℃焙烧3h后,在液固比为6mL/g,10%硫酸中90℃水溶搅拌3h,Al和K浸取率分别达83%和93%.通过自然结晶和蒸发结晶分别得到了明矾和水合硫酸铝晶体,出钒率超过20%,以氧化物记的明矾及水合硫酸铝的回收率均达到65%左右,初步实现了铝、钾产品的分离,在保持较高Al,K浸取率的前提下降低了能耗、酸耗.

纳米Co/rGO磁性复合吸附材料的制备及对Cu^2+的吸附性能

以改进Hummer法制备的薄片状氧化石墨烯(GO)为载体和模板负载钴离子,然后采用原位还原法制得纳米金属Co/石墨烯磁性复合吸附材料(Co/rGO),并将其应用于对Cu^2+的吸附和脱除,以期为高效可复用的铜离子脱除剂的合成与应用提供指导。实验结果证实,Co/rGO复合材料具有超顺磁性,能够很方便的使用磁铁进行分离并在无磁场情况下振荡分散。Co/rGO复合材料对Cu^2+具有稳定的吸附/脱附性能,实验条件下对Cu^2+的最大吸附容量达到117.5 mg/g且5 min内实现吸附平衡,远优于其原料GO的60 min吸附容量27.6 mg/g。本工作系统考察了NaOH加入量、络合剂种类、溶剂种类等关键因素对Co粒子在rGO载体上形貌和分布特性的影响,比较了不同合成条件下的复合材料对Cu^2+吸附效果的影响,并对优选条件下制备的Co/rGO复合材料进行了FT-IR,XRD,SEM表征。研究结果表明,纳米Co/rGO磁性材料对Cu^2+的吸附过程更符合Freundlich模型,属于多层吸附。室温下吸附焓ΔH=17.81 kJ/mol,吸附反应平衡常数K^θ=3.65。当初始Cu^2+浓度为39.22 mg/L时,对Cu^2+的吸附率为93.47%,五次吸附/脱附循环后吸附容量仍保持在初始值的94%,每次吸附后溶液中残余Cu^2+浓度均满足钴电解液对杂质铜离子的浓度去除要求(5 mg/L)或GB 8978-1996污水综合排放标准3级(2 mg/L),有望在相关领域发挥作用。