有机改性硫酸钙晶须在沥青改性中的应用

为了获得力学性能更好的改性沥青,从而改善传统基质沥青路面性能,采用以磷石膏为原料制备的有机改性硫酸钙晶须对沥青进行改性,通过材料制备、分析检测及混合料试验,研究了所制备的有机改性硫酸钙晶须对改性沥青三大指标、表观黏度和高温性能的影响,探究了所制备的不同沥青混合料的路用性能。结果表明:有机改性剂主要以化学吸附的形式作用在硫酸钙晶须表面,经组合有机改性剂改性处理的晶须材料与沥青更好地相容,有机改性硫酸钙晶须的添加,一定程度上增强了沥青与晶须黏结强度,提高了沥青的高温稳定性,但其低温性能有所下降;且马歇尔试验、冻融劈裂试验及车辙试验结果,进一步验证了有机改性硫酸钙晶须改性沥青混合料的水稳定性和高温稳定性均较好,因此以磷石膏为原料制备的有机改性硫酸钙晶须改性沥青的路用性能更佳。

天然石膏制备烧石膏晶须试验研究

基于我国天然石膏资源丰富、但产品附加值低的现状,根据溶解-再结晶理论,以天然石膏为原料、硝酸为助剂,采用常压酸化法开展了高附加值烧石膏晶须制备试验研究,考查了固液比、硝酸浓度和反应温度对所得产物物相与显微形貌的影响。研究结果表明:样品中烧石膏晶须的质量分数随着硝酸浓度和反应温度的升高而升高,样品中晶须的质量分数随着固液比的增大呈先升高后降低的趋势;优化条件下所得样品的物相主要为烧石膏相,另有极少量的石膏相和硬石膏相,样品中晶须的长度为509~650μm,长径比为43~62。研究成果可为天然石膏的高值化利用提供参考。

基于遗传算法优化BP神经网络的生石膏超细磨预测效果研究

为提高BP神经网络对生石膏超细磨效果的预测准确性,采用Pearson相关系数对超细石膏粉体正交试验产品细度与影响因素的显著性进行分析,并利用遗传算法优化BP神经网络对超细石膏粉体试验产品的d_(50)和d_(90)进行预测,结果表明:超细石膏粉体制备过程中影响细度因素的显著性由大到小依次为排矿口宽度、矿浆质量分数和超细磨时间。利用排矿口宽度和矿浆质量分数两个主要影响因素,利用遗传算法对BP神经网络进行优化,与未优化的BP神经网络相比,经遗传算法优化的BP神经网络具有更高的精度,预测误差也更小,其d_(50)平均绝对误差为0.7575,均方误差为0.7977,均方误差根为0.8931,平均绝对百分比误差为4.4838%;d_(90)平均绝对误差为0.7870,均方误差为0.8294,均方误差根为0.9107,平均绝对百分比误差为1.6658%。研究成果可为超细粉体的制备提供参考。

零排放环保型新型氨法脱硫工艺的研究

通过对传统氨法脱硫工艺进行改进,成功设计了一种零排放、生态友好、经济可行的环保型新型氨法脱硫工艺。该工艺的关键在于将脱硫工艺放置在脱硫塔与预脱硫塔之间,简化了脱硫工艺,提高了脱硫效率(91.5%)。同时副产品纳米粉体硫化锌粒径均匀,具有较高的纯度,经济价值优于目前传统氨法脱硫工艺所产生的副产品硫磺和硫膏。新工艺为煤焦化厂的绿色生产、安全生产和经济生产提供了新思路。

Mg^(2+)、Al^(3+)对制备半水硫酸钙晶须形貌和尺寸的影响

以二水硫酸钙为原料,通过水热法制备半水硫酸钙晶须,在探究反应温度、反应时间对晶须形貌和尺寸影响基础上,分别系统考察了Mg^(2+)、Al^(3+)浓度对其形貌和尺寸的影响。实验结果表明:在料浆质量分数为2%、反应温度为160℃、反应时间为6 h条件下制备的产物其平均长度为273.4μm,平均长径比达到30.4,晶须的形貌为针状且较为均一。在低浓度的Mg^(2+)存在下,半水硫酸钙晶须的直径小,长径比高;Al^(3+)对半水硫酸钙晶须沿c轴的生长有较强的抑制作用,得到的晶须呈现棒状或者纺锤体状。

工业级蒸氨废液中主要组分的确定及检测

采用滴定法和分光光度法分别对工业级蒸氨废液中的总钙、氯化钙、八氨合氯化钙含量进行分析。确定了工业级蒸氨废液的主要组分并建立了其含量的测定方法,能够满足工业级蒸氨废液中的总钙、氯化钙、八氨合氯化钙含量测定的技术需求。为利用废弃的蒸氨废液制备钙盐提供基础数据,为企业进一步扩大生产开辟新的发展机遇,为解决蒸氨废液大量排放的难题奠定基础。工业级蒸氨废液得到合理有效利用,可减少资源浪费,减轻环境压力,实现经济、资源和环境的可持续发展。

球形纳米碳酸钙制备方法的研究进展

作为一种特定形貌的碳酸钙产品,球形碳酸钙(CaCO_(3))具有比表面积大、密度小、分散性和平滑性良好等特点,在涂料、造纸、胶黏剂、塑料、油墨、化妆品、药物缓控释等领域均得到广泛应用,球形CaCO_(3)的制备方法成为国内外的研究重点,受到越来越多的关注。本文介绍了近年来球形纳米CaCO_(3)的制备方法及研究进展,旨在为工业制备球形纳米CaCO_(3)提供参考。

A thermodynamic view on the in-situ carbon dioxide reduction by biomass-derived hydrogen during calcium carbonate decomposition

In the carbonate industry,deep decarbonization strategies are necessary to effectively remediate CO_(2).These strategies mainly include both sustainable energy supplies and the conversion of CO_(2)in downstream processes.This study developed a coupled process of biomass chemical looping H2 production and reductive calcination of CaCO_(3).Firstly,a mass and energy balance of the coupled process was established in Aspen Plus.Following this,process optimization and energy integration were implemented to provide optimized operation conditions.Lastly,a life cycle assessment was carried out to assess the carbon footprint of the coupled process.Results reveal that the decomposition temperature of CaCO_(3)in an H_(2)atmosphere can be reduced to 780℃(generally around 900℃),and the conversion of CO_(2)from CaCO_(3)decomposition reached 81.33%with an H2:CO ratio of 2.49 in gaseous products.By optimizing systemic energy through heat integration,an energy efficiency of 86.30%was achieved.Additionally,the carbon footprint analysis revealed that the process with energy integration had a low global warming potential(GWP)of-2.624 kg·kg^(-1)(CO_(2)/CaO).Conclusively,this work performed a systematic analysis of introducing biomass-derived H_(2)into CaCO_(3)calcination and demonstrated the positive role of reductive calcination using green H_(2)in mitigating CO_(2)emissions within the carbonate industry.

多种晶型纳米碳酸钙制备及生长机理的研究进展

纳米碳酸钙作为一种通用材料,具有广泛的应用前景和市场需求,近年来备受关注。然而,由于纳米碳酸钙晶型的多样性,导致其在不同领域具备不同的应用潜力。因此,对不同晶型纳米碳酸钙的制备方法、生长影响因素及形成机制进行了深入研究,并且有目标地制备特定晶型产品已成为当前研究的焦点。首先概述了纳米碳酸钙结构,并总结了两种常见制备方法的优缺点和机理;其次重点阐述了晶型控制剂和制备工艺对纳米碳酸钙晶型调控方面的研究进展,并介绍了两种反应器能够增强溶液间微观混合效果,从而大幅提高整体反应效率;最后综述了纳米碳酸钙结晶过程同时受晶体成核和晶体生长共同控制。通过研究这两个结晶过程可以更好地理解内在机理,最终实现晶型和形貌的精确调控。

High-pressure study on calcium azide(Ca(N_(3))_(2)):Bending of azide ions stabilizes the structure

The high-pressure structure and elastic properties of calcium azide(Ca(N_(3))_(2))were investigated using in-situ highpressure x-ray diffraction and Raman scattering up to 54 GPa and 19 GPa,respectively.The compressibility of Ca(N_(3))_(2)changed as the pressure increased,and no phase transition occurred within the pressure from ambient pressure up to 54 GPa.The measured zero-pressure bulk modulus of Ca(N_(3))_(2)is higher than that of other alkali metal azides,due to differences in the ionic character of their metal-azide bonds.Using CASTEP,all vibration modes of Ca(N_(3))_(2)were accurately identified in the vibrational spectrum at ambient pressure.In the high-pressure vibration study,several external modes(ext.)and internal bending modes(ν_(2))of azide anions(N_(3)^(-))softened up to~7 GPa and then hardened beyond that pressure.This evidence is consistent with the variation observed in the F_(E)–f_(E)data analyzed from the XRD result,where the slope of the curve changes at 7.1 GPa.The main behaviors under pressure are the alternating compression,rotation,and bending of N_(3)^(-)ions.The bending behavior makes the structure of Ca(N_(3))_(2)more stable under pressure.

石灰乳化学反应活性测定方法的创新与应用

石灰乳活性的高低直接决定相关化学反应效率和效果。表征石灰乳活性的现有方法,在特定应用领域和场景下可以满足石灰乳优选,但都存在共性问题,即表征值与石灰乳化学反应之间没有直接逻辑关系,评价结果的准确性和有效性难以保证。为解决这一问题,本文从石灰乳参与化学反应的过程机理入手,采用静态扩散——电导率曲线法测定石灰乳的化学反应活性。结果表明,该方法相较于现有方法,不仅能快速准确测量出石灰乳的化学反应活性,还可用于预测碳酸化反应时间以及轻质CaCO_(3)指标,为轻质CaCO_(3)生产工艺调节以及质量控制提供现实可靠的指导。

盐酸溶解磷石膏重结晶制备石膏晶须

以工业磷石膏为原料,使用盐酸对其进行溶解,探索了单因素试验条件(盐酸浓度、液固比、反应温度、反应时间)对磷石膏溶解率的影响,得到了磷石膏最佳溶解条件:盐酸浓度4 mol/L、液固比20 mL/g、反应温度80℃、反应时间20 min,在此条件下溶解率为86.12%;探究了控温速率对石膏晶须析出率、产物组分、结晶程度和微观显微形貌的影响规律,结果表明:降温速率差异对石膏晶须析出程度几乎没有影响;4种降温速率(0.40、0.30、0.27、0.20℃/min)下的产物均为二水硫酸钙;石膏晶须的特征衍射峰均较尖锐,形成的晶粒较大,结晶程度较高;随着降温速率的减小,石膏晶须的长径比不断增大、形貌更加均匀。研究成果为工业磷石膏的高值高效利用提供了新思路。

电石渣制备球霰石碳酸钙工艺研究

电石渣制备球霰石碳酸钙工艺有助于提高电石渣附加值并有效封存CO_(2),同时还能够制备高品质的球霰石碳酸钙,在实现建筑项目节能环保以及开展绿色施工等方面具有良好的应用前景。本次研究中,相关工作人员基于具体的实验数据,系统梳理电石渣制备球霰石碳酸钙的具体工艺流程,并尝试探索球霰石碳酸钙在建筑工程领域中的应用方式,以期为提高施工项目绿色施工水平,减少施工能耗提供技术支持。

氯化钙产品异常发红问题的解决方法

分析我公司氯化钙产品发红的原因,原料盐酸和石灰石含铁高导致产品含铁量升高。探讨了添加硫化钠溶液和调整粗钙液pH值的除铁方法,并做了生产模拟实验。最终采用控制中和罐、粗钙液罐的pH值10.2~10.7的方法进行生产,产品含铁量控制在10ppm以下。

碳酸钙晶须的应用研究进展

碳酸钙晶须(CW)是一种绿色无机纤维,性能优良且价格经济,作为填料具有广阔的应用前景。因其与水泥基材料具有良好的相容性而被认定为高性能的增强增韧剂,未来有望替代或部分替代建筑材料中使用的昂贵的商业纤维,降低工程建设成本。本文综述了碳酸钙晶须在造纸、摩擦材料、高分子材料、建筑材料中的应用研究进展,重点介绍了碳酸钙晶须对建筑材料水泥、砂浆、混凝土的力学性能的影响以及增强增韧机理,并对后续的研究方向和应用前景进行了展望。

碳酸钙颗粒表面改性及其稳定的石蜡Pickering乳液

用丁烷四羧酸、油酸和丙烯酰胺原位复合调控碳酸钙表面特性,并用改性碳酸钙颗粒制备了高固含量的石蜡Pickering乳液。用红外光谱、扫描电镜、热失重法、水接触角法和表面电位法等对改性碳酸钙的表面组成结构和形貌进行表征,并用光学显微镜和激光共聚焦显微镜对Pickering乳液形貌进行表征。试验结果表明:脂肪酸与丙烯酰胺抑制碳酸钙晶粒的生长,丁烷四羧酸钙以介孔超分子结构覆盖在碳酸钙表面,明显降低了碳酸钙的亲水性。改性碳酸钙颗粒中,纯碳酸钙60%,脂肪酸钙40%。改性碳酸钙粒径约为250 nm,水接触角为84.7°,表面电位为-23.5 mV。用改性碳酸钙制备了水包油型固含量70%的石蜡Pickering乳液。

基于煅烧磷尾矿的磷石膏无害化处理工艺研究

磷石膏是磷酸生产过程中的工业副产物,磷尾矿是磷矿选别过程中产生的固体废弃物,二者大量堆存不仅占用土地资源,还严重污染环境,制约了磷化工行业的高质量发展。为实现磷尾矿资源化利用和磷石膏的无害化处理,本文提出了以煅烧磷尾矿无害化处理磷石膏的新路径,探究了水洗次数、磷尾矿煅烧温度、静置时间、硅酸盐水泥掺量对磷石膏中水溶性磷和水溶性氟的固化效果,结果表明:将1次水洗磷石膏配制成质量分数30%的料浆,与850℃下煅烧的磷尾矿和0.5%的普通硅酸盐水泥混合,搅拌、抽滤后静置3 d,所得磷石膏浸出液中水溶性磷质量浓度低于仪器检出限、水溶性氟质量浓度降至7.94 mg/L,pH为8.5,达到第Ⅰ类一般工业固体废物排放标准。研究成果可为磷尾矿和磷石膏的有效处理处置提供参考。

胶凝砂砾石纳米压痕试验及系统聚类法界面过渡区的研究

针对胶凝砂砾石材料微观力学性能的研究成果较少的问题,以及胶凝砂砾石材料界面过渡区的存在性问题,提出了胶凝砂砾石不同相的确定方法以及界面过渡区尺寸的确定方法.结合纳米压痕试验,绘制微观力学性能图像,采用系统聚类法对测试矩阵内的测试点进行分类.在试验阶段,考虑到胶凝砂砾石的材料特性,完善了“30-2-30”测试制度,通过荷载-深度曲线结合Oliver-Pharr方法求出胶凝材料硬度H为0.18 GPa,折合模量Er为13.13 GPa,砂砾石材料硬度H为8.60 GPa,折合模量Er为84.56 GPa.在计算阶段,采用系统聚类法确定界面过渡区范围,确定其尺寸约为18μm.

制备方法与Ce^(3+)对二水硫酸钙晶须形貌的影响

本文以稀土石膏为原材料研究了制备方法对硫酸钙晶须(CSW)形貌和结构的影响,并以二水硫酸钙(分析纯)为原材料,CeCl_(3)·7H_(2)O为铈源,探究稀土铈的加入对CSW的结构和形貌的影响。利用SEM、XRD、XPS和FL等表征手段对CSW的结构、形貌和组成及其荧光性能等进行表征和分析。研究结果表明:采用微波法可以制备高长径比的CSW,其平均长度为263μm,平均长径比为39.50。Ce^(3+)以原子置换的形式进入CSW,对晶须的晶体结构不产生影响,但改善了CSW的形貌。添加2%(质量分数)的Ce^(3+)能够促进晶须向一维生长,使得CSW的长径比显著增加,而过量的Ce^(3+)会促使晶须横向生长。研究证明稀土石膏中含有微量的稀土元素Ce,同时发现由稀土石膏制备的CSW具有发射蓝光的特性,这对开发利用稀土石膏具有重要的理论指导意义。

Preparation of high-purity fluorite and nanoscale calcium carbonate from low-grade fluorite

Flotation separation of calcite from fluorite is a challenge on low-grade fluorite flotation that limits the recovery and purity of fluorite concentrate.A new acid leaching–flotation process for fluorite is proposed in this work.This innovative process raised the fluor-ite’s grade to 97.26wt%while producing nanoscale calcium carbonate from its leachate,which contained plenty of calcium ions.On the production of nanoscale calcium carbonate,the impacts of concentration,temperature,and titration rate were examined.By modifying the process conditions and utilizing crystal conditioning agents,calcite-type and amorphous calcium carbonates with corresponding particle sizes of 1.823 and 1.511μm were produced.The influence of the impurity ions Mn^(2+),Mg^(2+),and Fe^(3+)was demonstrated to reduce the particle size of nanoscale calcium carbonate and make crystal shape easier to manage in the fluorite leach solution system compared with the calcium chloride solution.The combination of the acid leaching–flotation process and the nanoscale calcium carbonate preparation method improved the grade of fluorite while recovering calcite resources,thus presenting a novel idea for the effective and clean usage of low-quality fluorite resources with embedded microfine particles.