磷矿资源绿色全量利用技术研究现状及突破思路

磷矿是一种战略性、不可再生的矿产资源。介绍了世界及我国磷矿资源的概况,指出了我国磷矿资源利用中存在的主要问题;从磷矿加工技术、磷矿加工副产物资源(如黄磷渣、磷尾矿、萃余酸、淤渣酸、磷石膏)的高效利用、磷矿伴生资源综合利用等3方面阐述了磷矿资源绿色全量利用技术的研究现状,并提出了磷矿资源绿色全量利用的突破思路。

湿法磷酸副产渣酸和萃余酸研究进展与展望

中国磷化工企业渣酸、萃余酸产量日益提高,但受限于渣酸和萃余酸杂质(阴离子、阳离子)含量高及萃余酸黏度大等因素,使其利用率存在一定的上限,实现渣酸和萃余酸的高效、增量利用已成为磷化工产业健康发展面临的迫切难题。介绍了渣酸、萃余酸的来源及主要性质;全面阐述了萃余酸净化的研究进展,归纳总结了现有的净化方法,主要包括络合净化法、酸碱调节法、膜过滤法等;梳理了渣酸和萃余酸综合利用研究及应用进展:利用渣酸和萃余酸制备精细磷化工产品、制备农用肥料产品及在其他化工领域中的应用。并对未来渣酸和萃余酸高效利用应关注的研究方向和内容进行了展望。以期为提高渣酸和萃余酸等副产资源利用率、推动肥料产业转型升级和绿色发展提供参考。

时序数据分析的复杂化工过程异常智能溯源研究

对复杂化工过程异常工况进行智能推理溯源是实现安全关口前移、降低灾难性事故发生的有效途径。提出了一种基于Spearman-Apriori的化工过程异常智能溯源分析方法,旨在研究复杂化工过程异常工况发生的前置原因,并形成一种智能决策模型。针对化工工艺参数之间耦合性强、关联关系分析难度大的特点,引入Spearman相关系数,通过Spearman实时在线分析过程参数间的相关关系,并设置强关联阈值将Spearman相关系数分析与Apriori算法进行关联耦合,利用Apriori算法中的支持度和置信度二维挖掘各参数之间的超强关联规则。将该方法应用于合成氨工艺中合成工段的异常工况智能推溯,并选取氢氮比、管路工艺气流量、给水换热器冷凝剂流量等8个关键监测指标,研究发现氢氮比增大和给水换热器冷凝剂流量升高分别是导致合成塔入口压力超压、合成塔第一床层温度过低两组异常工况的前置原因,该分析结果与实际生产工艺相符,证明该方法可以有效地对化工过程异常原因进行推溯并筛选主要影响因素。研究为使用生产过程大数据实现化工过程异常智能溯源提供了理论基础,为进一步完善过程风险精细化管控提供了新思路。

普洱市茶园土壤pH、有机质和中微量养分分析及肥力综合评价

【目的】采用土壤肥力综合评价指数法对普洱市茶园土壤pH、有机质和中微量元素含量进行综合评价,为普洱市茶园土壤养分管理和茶叶品质提升提供科学指导。【方法】采集普洱市4个典型茶叶种植区的40个茶园土壤样品,测定土壤pH、有机质及中微量元素(钙、镁、铁、锰、铜、锌)有效含量,采用隶属度函数模型计算土壤肥力综合指数,综合评价普洱市茶园土壤养分特征和肥力质量。【结果】普洱市茶园土壤总体呈酸性,pH为4.0~5.8,平均值为4.8。土壤有机质、有效钙、有效镁、有效铁、有效锰、有效铜和有效锌含量为4.9~41.6 g/kg、87.7~2351.9 mg/kg、56.9~272.2 mg/kg、40.3~107.3 mg/kg、2.8~64.8 mg/kg、0.3~2.9 mg/kg和0.5~5.2 mg/kg,平均值为23.4 g/kg、853.8 mg/kg、134.5 mg/kg、77.8 mg/kg、38.3 mg/kg、1.2 mg/kg和2.7 mg/kg,平均含量均达适宜水平,但不同茶园空间分布差异较大。其中,95.0%茶园表层土壤有机质含量、55.0%茶园土壤有效钙含量、62.5%茶园土壤有效镁含量达适宜及以上水平,95.0%以上茶园土壤的微量元素有效铁、有效锰、有效铜和有效锌含量适宜茶树生长。茶园土壤肥力综合指数为0.59~1.00,平均值为0.83,土壤营养状况总体较好。土壤肥力综合指数与有机质、有效镁、有效锰、有效铜和有效锌含量呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】普洱市茶园土壤pH、有机质含量适宜高产优质茶树种植,针对土壤有效钙和有效镁等中量元素含量不足,铁、锰、铜、锌等微量元素含量过高及养分空间分布不均衡现状,需进行优化施肥和科学精准施肥,适当控制微量元素投入,加强茶园土壤测土配方工作,以维持普洱市茶园的高产优质生产。

不同APP添加量对复合肥料造粒性能的影响

聚磷酸铵(APP)作为近几年备受关注的新型肥料,在农业应用中研究较多且效果显著,但作为原料在复合肥料生产中的研究报道较少。为探究APP与其他肥料的复配和造粒性能,采用APP、磷酸一铵(MAP)、磷酸二铵(DAP)等原料通过复配再造粒制备复合肥料。肥料制备共设计两个方案,其中方案I以APP、MAP、尿素和K_(2)SO_(4)为原料,方案II以APP、DAP、尿素和K_(2)SO_(4)为原料,同时两个方案又分别设定不同的APP添加量作为变量,且对原料配伍性能、造粒过程现象、加水量、成粒率、肥料p H、颗粒强度、颗粒分散性及肥料吸湿性等造粒性能进行了评价。结果表明:APP与其他原料复配再造粒能够制备2~4.75 mm的颗粒产品;当聚合磷质量分数≥40%时,复配性能良好;不同磷源配伍对复合肥料造粒性能有明显影响,方案II的产品成粒率、颗粒强度和分散性均优于方案I,但方案II的吸湿性较强;适宜的APP添加量有利于复合肥料造粒,两个方案均显示在聚合磷质量分数为20%~40%时,肥料产品的成粒率较高,方案I>67%,方案II>77%。

聚磷酸铵阻燃应用研究进展

聚磷酸铵(APP)凭借其无毒、无卤、抑烟、阻燃效果好、环境友好等特点,被广泛应用于聚丙烯、聚氨酯、环氧树脂等聚合物阻燃领域。然而,APP存在吸湿性强、添加量高、分散性差、与聚合物相容性差等缺点,限制了其进一步发展。针对上述问题,对聚磷酸铵的阻燃机理及应用进行了系统综述,并总结了相关的解决方法。首先简单介绍了APP的物化性质及阻燃机理;然后梳理了近年来国内外APP阻燃剂的研究进展,详细介绍了单独阻燃、复配阻燃、微胶囊化包覆、化学改性和纳米复配等不同阻燃方式的阻燃效果,并归纳总结了不同阻燃方式的优缺点;最后讨论了APP在聚合物阻燃研究中存在的主要问题,并展望了其未来的发展方向。

YCB-Ⅲ对烤烟农艺性状和病毒病防治的影响

采用土壤改良剂(YCB-Ⅲ)与农药配施,在减施农药总用量的同时不降低(或提升)对烤烟病毒病的防治效果,且改善烤烟的农艺性状,提高烤烟的产量与品质。从不同处理对烤烟旺长期农艺性状的影响看,T4和T5对烤烟的株高、茎围、有效叶片数、鲜叶重和开片度均达到显著水平。相对于T1,T2、T3、T4和T5的YCB-Ⅲ施用量分别增加了25%、50%、75%和100%,农药施用量分别减少了0.00%、25%、50%和50%,但是防治效果均大于74%,处于同一水平。研究表明,YCB-Ⅲ的施用量525 kg/hm~2、4%嘧肽霉素水剂(KV_1)有效成分施用量120 g/hm~2、0.5%香菇多糖水剂(KV_2)有效成分施用量12.5 g/hm~2为最佳推荐量。

磷酸铁工业废水处理工艺研究进展

近年来锂离子电池正极材料磷酸铁锂广受关注,带动其前驱体磷酸铁相关研究及生产呈现爆发式增长。然而,主流工艺生产磷酸铁的过程中会产生大量废水,制约了磷酸铁行业绿色、健康发展。目前,已报道的磷酸铁工业废水处理方法有沉淀法、硫酸铵镁结晶法、微生物分解法、膜分离法等,但是沉淀法污泥难处理、难回收,磷酸铵镁法需额外加入药剂以满足沉淀配比,微生物法稳定性及灵活性较差,膜分离法需配合其他处理技术对膜进水预处理并对膜浓水处理回用,因此工业化应用中常将多种技术结合,形成综合处理方法,可对磷酸铁废水达到较好的处理效果。最后,从废水高效预处理及有价元素回收再利用方面入手,对未来磷酸铁行业的废水处理技术进行了展望。

机械活化在缓释肥料产品创新上的研究与应用进展

主要介绍了机械活化的原理,综述了机械活化在缓释肥料上的应用、机械活化的影响因素及机械活化的可持续性评价等研究进展,并对未来机械活化的研究方向进行了展望,以期为实现机械活化在肥料上的绿色生产和高效应用提供参考。

土壤中硫磺氧化的影响因素

通过综述影响硫磺氧化的土壤性质、肥料性质两部分内容,为进一步解决硫磺在土壤中氧化率低的问题,同时也为高效硫肥的研制提供理论依据。植物对于硫的需求日益增高,硫是作物必须的营养元素,被用来合成许多蛋白质和氨基酸,对植物的产量和品质有极大的影响,同时也在防治害虫、改良土壤性质方面发挥着巨大的作用。由于大气沉降、径流损失以及大量元素肥的过量施用导致硫元素附带输入减少和作物移除量的增加,土壤中硫含量供需不平衡,因此,硫肥添加成为未来的主流趋势。现有硫肥里的硫主要由两种形态组成,分别为单质态的硫磺和化合态的硫酸盐。硫磺廉价易得,在氧化过程中可以产生酸,改良碱性土壤pH,为更加科学地进行硫肥的研发设计,现需对硫磺在土壤里的主要氧化因素(微生物、pH、温度、湿度、粒径)进行系统的梳理。得到以下主要结论:微生物活性对硫磺的氧化作用要远大于数量,因此,影响微生物活性的土壤pH、温度、湿度等是极为重要的因素,微生物的种类在其中发挥的作用比重尚无绝对的定论。大多数研究表明,硫磺的氧化速率随土壤pH的降低而降低,在30~40℃且土壤含水量接近田间持水量时硫磺氧化速率最快。而硫磺粒径与氧化速率呈反比是确定的,其本质是微生物定殖于肥料颗粒的表面积起主导作用,并且受在土壤里的扩散影响,粉状硫磺相对于颗粒状硫磺更易于氧化。

铁法磷酸铁的工业化制备及其电化学应用

磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料应用十分广泛,磷酸铁前驱体也因此得到了快速发展。磷酸铁的主流生产工艺是硫酸亚铁法,生产流程较长,工业废水处理量较大。研究了一种用高纯铁为原料制备磷酸铁的工业化生产方法,工艺流程简单,过程用水可循环使用,环保压力小。此外,还以该方法生产的磷酸铁作为前驱体制备了磷酸铁锂,并对其电化学性能进行了基础测试,结果表明铁法磷酸铁制备的磷酸铁锂在0.1 C倍率下克容量≥160 mAh/g,完全满足后端市场的应用需求。

肥料产品绿色智能设计思路

肥料是支撑农业绿色发展转型的重要载体。我国化肥行业存在能源消耗高、绿色清洁技术少、肥料与农业需求脱节等问题。针对现有问题,根据张福锁院士提出的“绿色智能肥料”新理念,从肥料绿色化、智能化设计角度提出一种产品设计思路,对创制在资源属性、能源属性和环境属性方面实现养分资源充分利用的绿色智能肥料产品进行探索性讨论。

微生物菌剂对叶菜废弃物堆肥过程的影响

为研究微生物菌剂对叶菜废弃物堆肥过程中相关理化指标之间的动态变化的影响,以叶菜废弃物为主料,玉米秸秆为辅料,添加VT-1000、群林发酵菌、反应堆专用菌种001、SUKAAgre-C3009/C共4种外源微生物菌剂进行发酵,以不添加菌剂为对照,测定相关指标并进行综合对比分析。结果表明,发酵第24天时,所有堆体均达到完全腐熟,添加菌剂处理的堆体种子发芽指数(germination index,GI)均明显高于对照处理,其中,添加VT-1000菌剂的堆体GI最高,为113%;添加菌剂的堆体在第2天均可升温至60℃以上,且可保持6~8 d的高温期(≥50℃),比对照组多3~5 d,其中,添加VT-1000菌剂的温度最高,达69.9℃,高温持续时间为8 d,有效解决了叶菜含水率高影响堆肥品质的问题;各处理养分含量分析表明,添加VT-1000菌剂处理的有机质降解率和全氮含量最高,分别为21.0%和25.8 g·kg-1。施用添加VT-1000菌剂的自制有机肥能显著提高土壤有机质和全效养分含量,可以有效改善土壤的理化性质,且自制有机肥的成本最低,仅为其他2种肥料的1/10左右。以上结果表明,添加微生物菌剂能促进堆肥腐熟,提高堆体温度,延长高温期持续时间,提升堆肥品质。综合来看,添加VT-1000菌剂的效果最好。

大掺量磷石膏用于路基填料的性能试验研究

为探索磷石膏大掺量、规模化、资源化利用路径,分别以自制固化剂和水泥为胶凝材制备大掺量磷石膏路基填料,开展大掺量磷石膏混合料的击实试验、无侧限抗压强度试验及疏水改性试验,分析大掺量磷石膏与自制固化剂和水泥的适配性、击实特性、强度特性、耐水性能。结果表明,采用水泥或自制固化剂改性磷石膏击实曲线呈单峰变化趋势,且含水率偏低时对大掺量磷石膏混合料的干密度影响较小;相同配比时,固化剂体系大掺量磷石膏混合料7d无侧限抗压强度是水泥体系的1.5倍以上,磷尾砂与自制固化剂的适配性优于黏土,且配比为90%磷石膏+10%固化剂的大掺量磷石膏混合料7d无侧限抗压强度度达3.4MPa,经疏水改性后强度提升至4.2MPa,疏水剂与自制固化剂的复配较好地改善了磷石膏自身亲水特性,提升了其水稳性能。

PPA对基质沥青及SBS改性沥青流变特性影响研究

为了研究PPA对基质沥青及SBS改性沥青流变性能的影响规律及差异性,借助动态剪切流变仪(DSR)及弯曲梁流变仪对PPA改性沥青及PPA/SBS复合改性沥青在高温和低温下的流变性能进行研究,将PPA改性沥青及PPA/SBS复合改性沥青的试验结果进行对比分析。试验结果表明:PPA使沥青的相位角减小,车辙因子显著提高,可改善沥青的高温性能且对SBS改性沥青的影响更显著;PPA提高了沥青蠕变恢复率,降低了沥青的不可恢复蠕变柔量,但提高了沥青的应力敏感性;PPA提高了沥青的劲度模量、降低了蠕变速率,会对沥青的低温性能产生不利影响且对SBS改性沥青的影响更明显。

10万t/a磷石膏浮选脱硅生产技术

磷石膏综合利用及无害化堆存已成为湿法磷酸加工产业可持续发展的重要因素。如何实现副产磷石膏多元化再利用和安全性处置将决定湿法磷酸生产企业未来的命运。根据云南湿法磷酸加工产业的实际生产情况,采用浮选工艺对磷石膏进行浮选脱硅处理,使其达到并满足建筑材料生产的要求,为磷石膏精制处理,实现再利用奠定良好基础。

不同种类锌肥在农业生产上的应用效果评价

锌是作物不可或缺的微量营养元素之一,严重缺锌会影响作物的生长,进而导致人体锌营养摄入不足,危害人体健康。施用锌肥是改善土壤缺锌和补充作物锌营养的有效方式,对作物产量和品质的提升也有显著效果。概述了单质锌肥(无机锌肥、螯合锌肥、络合锌肥、纳米锌肥)和含锌复合肥等在农业生产中的应用效果,对影响锌肥大规模应用的原因进行了探讨。指出了锌肥在实际应用中存在的养分退化、利用率低、作用机制不明确等问题,并对锌肥未来的发展进行了展望。

磷渣酸高温活化低品位磷矿制备聚合态磷肥

以低品位磷矿和磷渣酸为主要原料,采用高温煅烧方法对其进行活化,制备了一种聚合态磷肥,通过单因素试验对反应条件进行了探索,得到的适宜反应条件为:聚合反应温度600℃、聚合反应时间40 min、原料配比m(酸P_(2)O_(5))/m(矿P_(2)O_(5))为2.5。在此条件下制备得到的聚合态磷肥为疏松多孔的块状结构,其中聚合磷质量分数为35.70%、聚合率为86.47%,有效磷质量分数为36.40%、占总磷的88%,钙、镁的有效占比分别为60.3%和75.6%,溶解试验结果显示该聚合态磷肥主要以枸溶性为主。

不同用量亚磷酸钾对小番茄生长、产量及品质的影响

为了研究固体亚磷酸钾对黄金1号小番茄生长、产量和品质的影响,选择固体亚磷酸钾作生长助剂,设置常规施肥(CF),自制肥料添加0%亚磷酸钾(Y0)、0.2%亚磷酸钾(Y1)、0.6%亚磷酸钾(Y2)、1%亚磷酸钾(Y3)等5个处理于温室大棚开展肥效验证试验。结果表明,与常规施肥处理CF相比,添加固体亚磷酸钾处理Y1、Y2、Y3的小番茄株高(定植后33 d)分别增加了15.61%、21.91%、24.18%,花序数(定植65 d)分别增加了13.63%、15.26%、18.72%,总产量分别增加16.32%、22.15%、23.79%。另外,与常规施肥处理CF相比,添加固体亚磷酸钾处理Y1、Y2和Y3的小番茄中蛋白质、可溶性糖和维生素含量均有所提高,其中可溶性糖含量表现最为明显,分别增加了50.31%、81.90%、95.19%,而有机酸含量分别降低了32.06%、36.24%、39.72%。综合来看,添加1%固体亚磷酸钾(Y3)对小番茄的生长、产量和品质的促进效果最好。

H_(2)O_(2)+KOH氧解云南褐煤提取黄腐酸实验研究

研究采用H_(2)O_(2)与碱液混合氧化法从褐煤中提取黄腐酸(FA),在H_(2)O_(2)的氧解活化作用下探究不同碱液(NaOH、KOH)对FA提取的影响.选用KOH+H_(2)O_(2)对FA进行混合氧化提取,通过滴加消泡剂控制反应速率,同时对提取条件进行优化,在最优条件下(50℃下反应2.5 h)FA产率达40.00%.利用UV、IR、TG对不同条件下提取的FA进行结构分析,对比发现KOH+H_(2)O_(2)氧解法提取的FA具有官能团丰富、相对分子质量小、不饱和度低等特点,对K^(+)和H_(2)O_(2)在提取过程中发挥的作用进行合理推测.利用Py-GC/MS对FA进行裂解,通过裂解产物对FA的结构组成进行分析,认为FA可能由醋酸、3-糠醛等结构构成,还含有直接提取得到的小分子丝氨酸.根据表征结果提出桥键、含氧官能团、不饱和键的氧化反应过程,为褐煤的资源化利用和混合氧解提高FA产率提供借鉴意义.