二氧化锰低温分解动力学研究

采用热重分析仪在5种升温速率下对二氧化锰矿进行热重试验,研究预处理过程中二氧化锰的低温分解行为,并通过物相分析验证热重试验结果及反应推论,应用非模型等转化率法及Popscu法对两步反应动力学求解,得到各自的反应机理函数。结果表明,二氧化锰升温过程发生了两步反应,第一步反应产物为Mn2O3,反应机理为dα/dt=(3.96×109/β)(1-α)e-1.86×105/RT,为一级简单反应,符合Mample单行法则动力学机理特征;第二步产物为Mn3O4,反应机理为dα/dt=(3.28×1024/β)e-2.81×105/RT×(3/2)(1-α)[-ln(1-α)]1/3,符合Avarami-Erofeev方程动力学机理特征。两步反应的反应机理均为随机成核和随后生长。

用溶剂萃取法从含钒浸出液中直接沉淀钒

传统的从钒渣、石煤中提取钒的工艺都采用酸性铵盐沉淀钒,废水量大,能耗高,且V2O5纯度不高。采用溶剂萃取法,在反萃取过程中实现油、水、沉淀物三相共存,直接分离得钒酸铵沉淀;以N1923+仲辛醇+煤油为萃取剂,碳酸钠为反萃取剂,在萃取4min、反萃取10～15min最佳条件下,钒单次萃取率达95%以上,单次反萃取率达99%以上,得到的五氧化二钒产品质量达到GB3283—1987冶金99级标准。

用D301树脂从含钒萃余液中回收钒的试验研究

含钒溶液经溶剂萃取提取钒后,萃余液中仍含有少量钒。研究了用D301大孔阴离子交换树脂从含钒萃余液中回收钒。考察了D301树脂对钒的最佳吸附时间、穿透体积及解吸效果。试验结果表明:D301树脂对萃余液中的钒有很好的吸附作用,吸附率在98%以上,饱和吸附容量为112.4 mg/mL湿树脂;含钒萃余液体积在48倍床体积时,吸附尾液中钒质量浓度不超过5 mg/L,处理后可排放;用1 mol/L的NaOH溶液可将钒从树脂上有效地解吸下来,解吸液钒浓度高,可返回萃取钒。

中温萃取提钒工艺扩大试验

根据实验室试验和台架联动试验结果,针对钒渣焙砂浸出液进行了中温萃取提钒扩大试验。试验结果表明：在中温（20-40℃）条件下,通过萃取和反萃取直接沉淀钒酸铵,可避免产品中钠含量超标,同时废水产出量较少,且可循环利用;钒萃取率95%以上,反萃取率99%以上,所得V2O5产品纯度99.5%以上。

浓水室充填树脂浓淡水逆流电去离子试验研究

提出了浓水室充填阴、阳混合离子交换树脂，浓水与淡水逆流运行的电去离子技术和装置，研究了在制备电阻率17～18MΩ·cm的超纯水时的电压、电流与能耗，并与仅在淡水室充填阴、阳离子交换树脂，浓水与淡水顺流运行的电去离子技术和装置的性能进行了比较。结果表明：该技术和装置运行电压和电流低，电压为64V，电流为1.2A，吨水耗电量为O．026kWh，耗电量降低了95％，而且浓水室的阴膜表面不易结垢。

钨酸钙球团碳化硅还原试验研究

采用高温炉恒温试验对不同时间、温度及还原剂配比条件下钨酸钙与碳化硅球团还原情况进行研究,结合熔点测试结果分析了球团在升温过程中的物理变化行为,得到各影响因素对球团还原的作用关系及钨直接合金化炼钢工艺的优化条件。结果表明,在1 400～1 500℃时,钨酸钙球团可以被碳化硅还原,还原产物为W、WC、Ca3(Si3O9)及SiO2,球团还原反应可能由固—固、固—液反应共同组成,在升温过程中亦发生碳化硅相变和分解、还原剂的氧化及钨金属的二次氧化;在1 400～1 500℃和10～30min时,低温条件下适当延长反应时间、时间较短条件下适当增加反应温度及适当提高还原剂配比有利于提高球团还原反应率;钨直接合金化电炉炼钢工艺中,采取钨酸钙快速还原,防止钨金属二次氧化措施,可以实现钨酸钙在冶炼早期大部分被还原。

硅还原钨酸钙固相反应实验研究

为研究CaWO_4与Si在直接合金化炼钢过程中的低温固相反应过程,采用差示热分析仪在10℃/min恒速升温条件下对CaWO_4与Si粉末混合物进行热分析实验,通过高温炉恒温实验对CaWO_4与Si球团在1400℃恒温30 min的反应生成物及反应率进行分析,结合熔点测试实验分析了球团在升温过程中的物理变化行为。实验结果表明,CaWO_4与Si在1400℃以下所发生的还原反应为全固相反应,反应生成物为W、WSi_2、W_5 Si_3、Ca3(Si_3O_9)、SiO_2,CaWO_4球团在1400℃30 min的反应率达到93.41%,固相反应过程中CaO不能促进反应的进行;CaWO_4与Si 1400℃以下恒速升温条件下表观反应符合Avarami-Erofeev方程,反应机理为随机形核和随后生长,表观反应动力学表达式为dα/dt=11.68e^(-51.75×10^3/RT)·4(1-α)[-ln(1-α)]^(3/4)。

超临界水氧化处理技术处理焦化废水的实验研究

采用超临界水氧化技术对焦化厂焦化废水进行实验研究,结果表明:超临界水氧化废水处理装置结构简单、体积小,处理后的水中氨氮、COD和色度达到或低于国家一级排放标准指标,处理工艺无二次污染,是较为理想的焦化废水处理方法。

草浆造纸黑液无污染排放治理新方案——双极膜电渗析法回收碱

介绍碱法草浆黑液采用膜技术处理的各种方案,着重介绍了碱法草浆黑液资源化全回收技术并提出了新的技术方案,该方案是先用硫酸中和酸析黑液中的木质素,或用纳滤方案回收木质素,然后采用双极膜电渗析法回收已去除木质素的黑液中的酸和碱,最后经蒸发和喷雾干燥回收其中的糖、其他营养成分及大部分水,达到无污染排放的目的。该方案碱回收率在50%～80%,取决于黑液中碱的浓度,回收1 t碱的耗电量低于2 500 kW.h。该法的基本投资比同规模碱回收法节省60%以上,具有较好的经济效益。

CaO-SiO_2-FeO-MnO四元熔渣活度模型的研究

针对碱度、温度、熔渣氧化性及目标锰含量对锰直接合金化过程的影响,通过熔渣理化性能分析,应用分子-离子共存理论建立了四元熔渣活度模型及渣-钢间锰分配比模型,并应用该模型对锰直接合金化过程熔渣碱度、温度、氧化性及锰含量的影响进行了研究,为锰直接合金化冶炼工艺优化提供了理论依据。模型计算结果表明,直接合金化过程熔渣适宜的二元碱度为1.4～2.0;熔渣低氧化性有利于锰直接合金化反应进行,提高锰的收得率;从热力学方面分析,目标锰含量(0.5%～3%,质量分数,下同)越高,锰冶炼平衡收得率越高;炼钢温度为1 450～1 650℃时,温度变化对锰直接合金化影响较小。

钢铁行业废水处理中的膜用阻垢剂的研究

介绍钢铁行业用水及排水现状,水质特点,水处理技术的水平,适用于钢铁行业水处理零排放工程的一般预处理及深度反渗透处理工艺,采用这种工艺存在的问题及国内外广泛采用的解决方法。针对中水水质特性、水质结垢特点、阻垢剂机制,研究出一种适用于钢铁行业中水回用的膜用阻垢剂,通过实验室动态试验,结果说明:该药剂具有良好的阻垢分散效果,达到国内外普遍采用的阻垢分散剂的阻垢效果,在钢铁行业废水回用处理中有良好的适用性。