低分子量有机酸(苹果酸)对方解石-氟的吸附/沉淀反应影响

低分子量有机酸常对矿物的表面反应(吸附/沉淀)产生影响,从而影响矿物的溶解、矿化等过程,进而影响环境地球化学进程中元素的迁移稳定性。苹果酸作为一种广泛存在于自然界中的有机酸,是植物通过代谢过程分泌的副产品。通过批量平衡法开展了苹果酸对方解石-氟的吸附/沉淀反应的影响研究,旨在深入理解有机酸在地球化学过程中的作用。结果表明:①初始pH值为7.7条件下,对于低浓度氟(≤5 mg·L^(-1)),随着苹果酸浓度的升高,其对氟去除的抑制作用呈增强趋势;对于中、高浓度氟(25或60 mg·L^(-1)),氟去除主导机制为CaF 2沉淀反应,苹果酸的抑制作用对其影响不大,但其表面吸附反应导致pH值升高和钙浓度下降。②初始pH值为8.3条件下,对于低浓度氟(≤20 mg·L^(-1)),苹果酸对氟去除仍有抑制作用;苹果酸与Ca 2+的络合反应促使pH值和钙浓度上升;对于中浓度氟(60 mg·L^(-1)),氟去除主导机制为CaF 2沉淀反应,20 mg·L^(-1)苹果酸已对其产生抑制作用,随着苹果酸浓度继续升高,pH值先降后升,钙浓度持续上升,彰显了苹果酸络合反应的效应;对于高浓度氟(100 mg·L^(-1)),100 mg·L^(-1)苹果酸能极大抑制CaF 2沉淀反应,对应的pH值未超过无苹果酸时,对应的钙浓度仍低于其空白背景值,暗示了CaF 2沉淀反应的主导性。③初始pH值为8.7条件下,对于低浓度氟(≤5 mg·L^(-1)),苹果酸对氟去除的抑制作用有所减弱,但其络合反应产生的效应十分显著,导致pH值和钙浓度上升;对于高浓度氟(240 mg·L^(-1)),氟去除主导机制为CaF 2沉淀反应,该反应随着苹果酸浓度的升高而受到抑制,对应的钙浓度不断上升彰显苹果酸络合反应的效应,而pH值的下降也表明了CaF 2沉淀反应的主导性。本研究深入探讨了氟元素在方解石矿物界面上的吸附、迁移和转化过程,为理解氟的迁移稳定性提供了新的视角和理论基础,同时对富含有机酸环境中方解石矿物的稳定性评估具有重要意义,也为氟在其他矿物上的迁移转化研究提供借鉴。

不同干燥方式对南极磷虾分离蛋白结构及功能特性的影响

采用碱溶酸沉的方法提取南极磷虾分离蛋白(krill protein isolate,KPI),通过喷雾干燥和冷冻干燥的方式制备南极磷虾分离蛋白粉,并对这两种分离蛋白粉的结构及功能特性进行比较分析。结果表明:与冷冻干燥南极磷虾分离蛋白(freeze-dried krill protein isolate,FKPI)相比,喷雾干燥南极磷虾分离蛋白(spray-dried krill protein isolate,SKPI)明度大,色泽较好;扫描电子显微镜结果显示,SKPI呈现出向内凹陷的不规则球状结构,而FKPI为薄层片状结构,SKPI的堆积密度高于FKPI;圆二色谱进一步表明,与KPI相比,SKPI和FKPI均呈现α-螺旋含量下降、β-转角含量增加的趋势,其中,SKPI的α-螺旋含量下降27.9%,β-转角含量增加12.2%,表明喷雾干燥后蛋白质的二级结构均从有规则的结构向无规则的结构转化;SKPI持水力、持油力、乳化稳定性和起泡性等均高于FKPI,而SKPI的溶解性、乳化性却比FKPI的差。可见,不同的干燥方式会改变南极磷虾分离蛋白的结构特性,并进一步影响其功能特性。

还原-中和沉淀-低酸浸出方法富集低浓度含锗浸出液中的锗

采用“还原-中和沉淀-低酸浸出”方法从低浓度含锗浸出液中高效富集锗,研究了还原中和沉淀和低酸浸出过程主要影响因素对锗分离富集的影响。结果表明,在硫化锌精矿用量为2 g/L、氧化锌烟尘用量为19 g/L、反应温度为80℃、还原时间为20 min、中和时间为240 min的条件下,锗沉淀率可达97.24%;在初始硫酸浓度为165 g/L、液固体积质量比为4 mL/g、浸出温度为60℃、浸出时间为60 min的条件下,锗浸出率可达98.78%。

基于硫化钠的垃圾焚烧飞灰EDTA提取液中重金属回收试验研究

为实现对垃圾焚烧飞灰EDTA提取液中重金属的回收,以硫化钠溶液为沉淀剂,探究了其用量对重金属回收率的影响,并评价了回收后重金属对环境的影响。理论计算结果表明,在pH为9~12的体系中,S^(2-)能与提取液中的重金属离子形成CdS、CuS、PbS、ZnS金属硫化物沉淀。回收试验结果表明,每处理1 L提取液,5%Na_(2)S的适宜用量为40 mL,Na_(2)S用量对各重金属元素的回收率总体上影响不大;提取液处理前,Cd、Cu、Zn和Cr的质量浓度较低,Cd、Pb质量浓度超标,尤其是Pb超出了标准限值的20倍;回收处理后,提取液中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的质量浓度均符合GB 8978-1996的规定;浓度较高的Pb回收效果最为显著,其回收率达95.31%,浓度较低的Cd、Cu、Zn和Cr的回收率分别为63.16%、62.71%、66.37%和54.88%;Cr^(3+)虽然不与S^(2-)反应,但通过包藏、吸附等方式被其他重金属硫化物共沉淀进入重金属回收渣,从而实现分离回收;重金属回收渣中铅质量分数高达4.24%,超过了原生铅矿Pb最低工业品位的4倍多,可以作为一种炼铅资源。本工艺简单、实用性强,为垃圾焚烧飞灰综合利用提供了一条新途径。

铜电解黑酸硫化脱砷热力学分析及试验研究

运用HSC Chemistry 9.0热力学软件对铜电解黑酸硫化脱砷反应进行热力学分析,发现H_(2)S可以实现对高浓度硫酸体系中亚砷酸和砷酸的硫化沉淀。根据理论分析结果进行黑酸硫化脱砷试验,考察了硫化剂用量、反应时间对硫化沉砷效果的影响。结果表明,在室温下,H_(2)S用量为理论量的0.87倍、反应时间30 min条件下,经硫化沉淀后的黑酸含砷量从6777.52 mg/L降至10.68 mg/L,黑酸中砷、铜、锑去除率分别为99.84%、99.76%、99.33%,铁镍几乎不沉淀,脱砷渣中砷和硫质量分数分别为43.21%和44.68%,其中硫化砷形态的硫质量分数为42.33%,硫化砷S/As物质的量比为2.29,产物为As_(2)S_(3)和As_(2)S_(5)等的混合物。热力学分析与试验结果略有出入,但其对试验和实践仍具有一定的指导作用。

辣椒籽分离蛋白超滤提取工艺优化及特性表征

辣椒籽作为辣椒加工过程中的主要副产物,富含蛋白等营养物质,却未能得到有效利用。基于此,该研究以益都红辣椒籽为原料,采用超滤辅助碱溶酸沉法提取辣椒籽分离蛋白,并与传统碱溶酸沉法提取的辣椒籽分离蛋白的综合提取率、物料投入以及理化和功能特性进行对比。传统碱溶酸沉工艺提取辣椒籽分离蛋白的最佳工艺参数为料液比1∶40、提取温度40℃、提取时间180 min、浸提次数1次、碱溶pH 10。为提高蛋白提取量,减少调节pH的酸碱用量,改善分离蛋白的理化特性,采用5 kDa和10 kDa的双级膜超滤技术辅助碱溶酸沉法获得3个超滤组分,包括>10 kDa蛋白、5~10 kDa蛋白和<5 kDa蛋白,蛋白提取量较传统碱溶酸沉法提高5.28%,盐酸用量较传统碱溶酸沉法减少19.48%。相比于传统碱溶酸沉法提取的蛋白,>10 kDa蛋白的溶解度、持水力、乳化稳定性分别显著提高了9.88%、78.66%、22.69%,说明超滤辅助碱溶酸沉法能够获得理化特性更佳的辣椒籽分离蛋白,是一种具有应用前景的辣椒籽分离蛋白提取手段。

含锰废水沉淀渣资源化利用的研究

含锰废水沉淀渣是电解金属锰生产废水和渣库渗滤液处理的产物,主要以Mn、Ca、Mg的氢氧化物形态存在,可用于电解金属锰生产的制液降酸工序。结合金属锰的制液工艺,开展了含锰废水沉淀渣资源化利用的研究,研究表明:含锰废水采用石灰处理后,沉淀渣Mn含量5.77%,Ca含量32.04%,Mg含量6.44%,该渣用于电解金属锰制液工序的降酸环节,在降酸量相同的情况下,含锰废水沉淀渣的使用量为碳酸钙粉用量的2.67倍,降酸后的溶液中Fe的含量由11.58 mg/L降低至1.3 mg/L,对比碳酸钙粉降酸工艺,Fe含量降低87.6%,其他微量杂质含量基本一致,渣的锰含量低0.35%,沉淀渣用于电解金属锰降酸工艺更具优势。说明含锰废水沉淀渣用于电解金属锰制液工艺,可降低其制液辅材消耗,同时也有利于溶液杂质含量的降低,稳定溶液质量,实现了含锰废水沉淀渣的资源化利用。

工业铝酸钠溶液中腐殖酸的检测分析及降解规律研究

铝酸钠溶液中的有机物对氧化铝生产危害较大,目前铝酸钠溶液中腐殖酸浓度测定操作流程繁琐、测定结果准确度低,本文创新性提出了以“萃取-沉淀法”测定的腐殖酸浓度为基础,采用“吸光光度法”快速测定腐殖酸浓度的方法,并探讨进入工业铝酸钠溶液中的腐殖酸在高温循环过程中的降解规律,得到以下主要结论。萃取-沉淀法测定的原理是在反萃溶液中加入钡盐溶液沉淀腐殖酸,然后焙烧沉淀物,通过焙烧产物的质量推算腐殖酸浓度,试验用工业铝酸钠溶液中的腐殖酸浓度为1.80 g/L;吸光光度法测定的原理是先通过试验测定吸光度曲线方程Y=1.6298X-0.1628,再测定待测溶液吸光度,吸光度测量值应在0.2~2.0之间,代入方程即可计算出待测溶液中的腐殖酸浓度。温度和时间对腐殖酸的去除影响较大,温度越高,保温时间越长腐殖酸的去除率越高,280℃保温1 h后,腐殖酸去除率为68.30%;温度和时间对铝酸钠溶液中的总有机碳,以及丙二酸根、甲酸根、乙酸根、丁二酸根和草酸等小分子酸的质量浓度影响不大,但是草酸根质量浓度在长时间保温后则有较大幅度的增加,工业生产中需关注草酸钠质量浓度的变化。

超声波辅助碱溶酸沉法提取葵花籽饼粕蛋白质工艺

旨在以葵花籽饼粕为原料,通过单因素试验和正交试验,探究pH值、提取时间、料液比、提取温度对超声波辅助提取蛋白质的影响,以优化提取工艺,提高蛋白质提取率.结果表明:各单因素对超声波辅助提取蛋白质的影响程度从大到小依次为料液比、pH值、提取温度和提取时间;最佳工艺条件为pH值8.5、提取时间85 min、料液比1∶25(g/mL),提取温度50℃,此时蛋白质提取率为72.58%.该研究为葵花籽饼粕中蛋白质的高效提取提供了技术参考.

方解石与柠檬酸/酒石酸模拟实验中的反应规律

柠檬酸/酒石酸可使方解石产生矿物溶蚀及生物矿化等现象,研究它们之间的反应规律对富含有机酸环境中方解石矿物的稳定性评估及相应的地球化学效应研究具有重要意义。通过批量平衡法,研究开放系统条件下方解石与柠檬酸/酒石酸之间的反应规律及对应的溶液化学变化。结果表明:①初始浓度为20 mg·L-1条件下,初始pH值由7.7升至9.7,柠檬酸与酒石酸的反应去除量均显著下降,这是由于方解石表面的静电效应及溶液中HCO_(3)^(-)与CO_(3)^(2-)的竞争效应不断增强,对两种酸的表面吸附反应起抑制作用。②初始pH值为7.7及8.3条件下,初始浓度为20 mg·L-1的两种酸与方解石反应7 h后便达到平衡,pH值和Ca浓度较空白值变化不大,辅证了反应的主导机制为表面吸附。③在0~900 mg·L-1浓度范围内,柠檬酸和酒石酸在初始pH值为8.3条件下,其反应去除量均能用Langmuir吸附模型很好地拟合,辅证了以上的反应去除机制均为表面吸附;初始pH值为7.7条件下,柠檬酸的反应去除量可用Langmuir吸附模型拟合,反应的主导机制仍为表面吸附,而酒石酸的反应去除量呈现持续陡增现象,Langmuir与Freundlich吸附模型均难以拟合,这是由于酒石酸的反应主导机制是沉淀反应。④初始pH值为8.3,在0~900 mg·L-1浓度范围内,在5℃、20℃、35℃温度条件下,两种酸的反应去除结果均可用Langmuir吸附模型拟合,反应的主导机制仍为表面吸附。与酒石酸相比,随着温度的升高,柠檬酸吸附量的增幅更大;同时,3种温度条件下柠檬酸带来的pH值和Ca浓度增幅均比酒石酸带来的更大。

废磷酸系刻蚀液制备电池级磷酸铁

以废磷酸系刻蚀液为原料、铁粉为铁源、H_(2)O_(2)为氧化剂,采用氧化沉淀法一步合成结晶态FePO4。考察了铁磷摩尔比、反应温度、H_(2)O_(2)投加量、pH、煅烧温度对FePO4制备的影响,利用XRD、SEM等手段表征了FePO4的形貌和晶体结构。实验结果表明,在铁磷摩尔比1.000、反应温度90℃、n(H_(2)O_(2))∶n(H3PO4)1.05、pH 2.2~2.4、煅烧温度600℃的最佳工艺条件下,废刻蚀液中PO43-、NO3-、醋酸的去除率分别为87.70%、87.42%和90.25%,FePO4的产品转化率为77.99%,所制备的FePO4晶体结构规则,结晶度高,粒径为2.0~6.0μm,铁、磷质量分数和杂质元素含量等指标均能满足《电池用磷酸铁》(HG/T 4701—2021)的要求。

采用ICP-OES方法测定高银硝酸分解液与沉钯后液中铂、钯

铂、钯属于重要的贵金属,与其他金属伴生,常可在电解银过程中进行回收。某冶炼企业在生产银产品过程中,需要对高银硝酸分解液和沉钯后液进行铂、钯测定以控制生产。电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)具有灵敏度高、检出限低、线性范围广、可同时检验多种元素、快速准确等优点,近年应用较广,但目前文献中还没有应用到对高银硝酸分解液和沉钯后液中铂、钯的测定。本文采用ICP-OES方法对高银硝酸分解液与沉钯后液中的铂、钯进行了测定试验,对比了高银基体干扰、有机沉钯剂干扰、火法试金富集、不同酸介质等试样的测定结果,得出以下结论:基体干扰现象不明显,无需分离银基体;有机物沉钯剂对测定结果无影响;硫酸黏稠度较大,使得测定结果有所偏差,最佳消解方法应为硝酸体系消解;火试金富集方法因合粒含银高,所得值钯偏低30%,铂偏低38%,损耗较大;采用硝酸体系消解,并采用ICP-OES方法测定高银硝酸分解液与沉钯后液中铂、钯,加标回收率在95%~105%以内,相对标准偏差低于5%,测定结果稳定、可靠。试验表明,该法操作便捷,无需发烟、过滤、火试金等繁琐步骤,实用性强,可用于稀贵钯回收项目中高银硝酸分解液与沉钯后液中铂、钯的实际分析工作。

香蕉皮蛋白质的制备及其组成分析

采用碱溶酸沉法提取香蕉皮粗蛋白,通过单因素试验考察液料比、提取液pH值、超声时间和提取温度4个因素对粗蛋白提取率的影响,在此基础上利用响应面法对提取条件进行优化。结果表明,香蕉皮粗蛋白最佳提取条件为:液料比5.5∶1 (mL/g),提取液pH值11.50,超声时间102 min,提取温度42℃,粗蛋白实际提取率为(52.27±1.35)%,相对误差为2.26%。香蕉皮粗蛋白纯度为(28.75±0.04)%,主要分子量为18 kDa~23 kDa,氨基酸种类和含量与香蕉果肉极为相似,具有抗氧化能力。

广州市森林土壤水化学和元素收支平衡研究

为了探讨酸沉降对森林生态系统的影响 ,于 1 998年 4月至 1 999年 3月对广州市 3个不同林分试验点的降雨、林内穿透雨和土壤渗透水进行了物理量测定和化学分析 ,据此计算了元素的收支平衡。研究表明 :(1 ) SO4 2 - 和 Ca2 + 是土壤水中最主要的阴、阳离子。土壤水中的主要组分浓度的变化与树冠和凋落物淋溶的贡献以及土壤中一系列物理化学过程(如硝化作用 ,吸附作用 ,阳离子交换反应 )有关 ;(2 )土壤水中 H+和 Al3 +浓度的增高是土壤酸化的重要指标 ,可能对森林植被构成潜在危害 ;(3 ) S-沉降 (>1 1 0 kg/hm2· a)可能不是目前土壤酸化的主要原因 ,也没有引起土壤中碱性离子的大量淋失。由于研究区土壤有较强的吸附 SO4 2 - 的能力和容量 ,SO4 2 - 和与之关系密切的 Ca,Mg,K等元素在土壤中处于积累阶段 ;(4 )过量的 N沉降 (>2 0 kg/hm2·a)和 NH4 +的硝化作用是广州市森林土壤进一步酸化的主要原因。由于该地区 NOx排放量逐年上升 ,因此 N沉降对森林生态系统的负面影响会进一步加剧。

提高酸性铵盐沉钒效果的研究

以江西某地含钒石煤经焙烧-水浸-离子交换所得的富钒液为对象,研究了加酸加铵方式、添加晶种以及产品洗涤方式对酸性铵盐沉钒制备多聚钒酸铵(APV)的影响。结果表明:冷态下采用2次加酸1次加铵、加铵pH值为5左右的方式沉钒有助于提高沉钒效果,V2O5纯度可达99%以上;低浓度含钒溶液沉钒时,按其生成APV质量的1/200加入晶种破坏溶液过饱和度,可将沉钒时间缩短25%;得到的沉淀物经液固比为40∶1的自来水洗涤,能将APV中Na+,K+含量降至0.24%,且钒损失率仅为0.2%。

文冠果油渣中蛋白质的提取工艺研究

分析了文冠果蛋白的氨基酸组成,并以文冠果压榨油渣为原料,采用单因素实验和正交实验优化了碱溶酸沉法提取文冠果蛋白的工艺条件。结果表明:文冠果蛋白含有18种氨基酸,其中谷氨酸(14.25%)、精氨酸(6.00%)和天门冬氨酸(5.08%)的含量较高;采用碱溶酸沉法提取文冠果蛋白的最佳工艺条件为料液比1∶30、提取pH 9、提取时间150 min、提取温度60℃,在此条件下提取2次,蛋白质得率为22.58%;酸沉分离蛋白质的最佳pH为4.6,此条件下蛋白质沉降率为94.67%;通过碱溶酸沉法可使文冠果蛋白的纯度从38.46%提高到84.03%。

用草酸溶液从负载钕的P507中直接反萃取沉淀钕

介绍了在自制的三相反萃取槽中用草酸溶液从负载钕的P507有机相中直接反萃取沉淀钕的半工业试验结果。试验结果表明,用0 3～0 5mol/L的草酸溶液从含钕0 0533和0 11135mol/L的有机相中直接反萃取沉淀钕,控制沉淀母液中草酸浓度0 2mol/L,返回使用80%的沉淀母液,在接触时间10～40min范围内,获得的Nd2O3的纯度≥99 88%。产品粒度D50在3 76～4 27μm之间,氯质量分数0 01%,非稀土杂质的质量分数符合99 9%Nd2O3产品质量要求。自行研制设计的三相反萃取槽,结构合理,运行稳定,适应性强,级效率>95%。倾斜板上无固体沉积,槽体内无固体结疤。

复合有机酸清洗废液处理研究与应用

通过实验室试验,对电厂锅炉复合有机酸清洗废液的处理方法进行研究,并最终确定了氧化结合混凝沉淀的处理工艺。在浙能兰溪电厂的实际运行结果表明,氧化结合混凝沉淀的处理工艺能够有效降低清洗废液COD及色度等指标。当氧化剂投加量为0.45%时,清洗废液COD去除率达85%,出水COD<400 mg/L,色度<80倍。

南瓜籽分离蛋白功能性研究

以亚临界流体萃取南瓜籽油后的粕为原料,采用碱溶酸沉法制得南瓜籽分离蛋白,研究南瓜籽分离蛋白的溶解性、持水性、乳化性、起泡性、吸油性等功能特性。结果表明:南瓜籽分离蛋白的等电点为p H 5,在等电点时蛋白质功能特性较差,溶解性最小为4.25%,持水性仅为1.85 g/g,乳化性最弱,乳化性和乳化稳定性分别为52%、38%,起泡性和泡沫稳定性分别为5.77%、33.33%;在强酸和强碱环境中,南瓜籽分离蛋白功能特性较好,溶解性大,达到94.5%,最大持水性为6.33 g/g,最大乳化性和乳化稳定性分别为70%、94%,最大起泡性和泡沫稳定性分别为28.3%、93.33%,最大吸油性为2.33 g/g。

废旧三元电池正极活性材料酸性浸出液中钴镍锰锂的分离与回收

废旧三元电池正极活性材料中大部分固态粉末的金属离子可以通过硫酸浸取剂转移至酸溶液中。将富集在溶液中的金属离子分离对废旧三元电池中有价金属的回收具有重大的意义。本文研究硫酸浸出液中钴、镍、锰、锂的分离与回收。提出的沉淀工艺流程为草酸铵沉淀法沉淀钴−碳酸氢铵沉淀法沉淀锰−碳酸钠氢氧化钠共沉淀法沉淀镍−碳酸钠沉淀法沉淀锂。通过改变溶液pH值、温度、搅拌时间、沉淀剂用量等参数,优化钴镍锰锂的分离条件。结果表明:在优化工艺条件下,溶液中的金属离子分别以草酸钴、碳酸锰、碱式碳酸镍、碳酸锂的形式沉淀,钴锰镍锂回收率分别达到99.17%、97.88%、93.47%、85.21%,产物草酸钴、碳酸锰、碱式碳酸镍、碳酸锂的质量分数分别为99.87%、98.89%、98.46%、96.52%。