沸石法卤水/苦卤钾富集工艺

采用离子交换技术,研究了以硝酸钠为洗脱剂,富集生产硝酸钾的新工艺。主要研究了沸石法富集卤水/苦卤中钾离子的过程工艺参数,考察了洗脱剂浓度和洗脱温度对洗脱效果的影响。结果表明：在原料为卤水、采用硝酸钠溶液作为洗脱剂的洗脱实验中,高温、高浓度的洗脱剂有利于沸石柱的洗脱,当温度为80℃、硝酸钠溶液质量分数为46%时,富集后的钾离子浓度由原料浓度的0.84g/L提高到15.95g/L;改变原料的浓度,在原料为苦卤、硝酸钠溶液作为洗脱剂的洗脱过程中,高温同样有利于沸石柱的洗脱,当温度为80℃、硝酸钠溶液质量分数为46%时,富集后的钾离子浓度由原料的8.93g/L提高到23.34g/L;表明该方法适用于低钾卤水和高钾苦卤,且原料中钾离子浓度越高,饱和吸附量越高,所得富钾卤水中钾离子浓度越高。该研究为未来硝酸钾的生产工业化提供了新思路。     

填充沸石的大型离子交换柱内流场模拟

针对沸石法海水富钾工程化放大中的关键问题,采用Fluent中多孔介质模型对填充沸石的大型离子交换柱内流场进行了模拟研究。主要考察了沸石的孔隙率和颗粒直径、海水进口速度、沸石柱长径比以及柱内形成的沸石层凹坑等条件对离子交换柱内流体流动的影响,结果发现：孔隙率和颗粒直径直接关系到沸石层内流体的速度分布,海水进口速度、沸石柱长径比等条件对沸石层内的流体流动并无显著影响;而在孔隙率和颗粒直径确定的条件下,由于海水冲击形成的凹坑对沸石层内流体影响较大,会在凹坑两侧形成滞留区,进而影响沸石对海水中钾的吸附。根据模拟结果优化了填充材料、设备结构以及工艺等参数,为沸石法海水富钾关键装备进一步扩大规模提供了理论支撑。     

尖晶石型LiMn2O4酸洗提锂机理研究

以高温固相法合成的尖晶石型LiMn2O4前驱体为研究对象,通过对离子筛和离子筛吸附产物的化学分析、X射线衍射图谱分析、热重分析、红外分析和滤液中锂交换量与锰损失量分析,提出并验证了离子筛和吸附产物化学组成式可由LixMn2O4(0≤x≤1)表达,其结构依然保持尖晶石结构,阐明了以盐酸为洗脱剂离子筛提锂过程的氧化还原反应机理,给出了完善的洗脱过程与吸附过程反应式。实验结果表明,洗脱和吸附过程不彻底是导致离子筛吸附量与饱和吸附量相差较大的原因,离子筛中Mn3+歧化是离子筛发生溶损的主因;提出了关于尖晶石型离子筛提锂深入研究关键问题的建议。     

电氧化法地下卤水提溴探究及条件优化

通过设计包含三电极体系的电解槽,并严格控制工作电极电位,提出以电氧化的方法进行地下卤水中溴资源的选择性提取。对电氧化法地下卤水提溴的技术可行性、反应动力学模型、共存Cl^-和阳极液初始pH的影响以及最佳操作时间展开分析讨论。结果表明：电氧化法用于地下卤水提溴具备技术可行性,且反应遵循二级反应动力学模型。随共存Cl^-浓度的增加,Br^-的电氧化反应速率常数先增大后减小,Cl^-对反应可产生促进与抑制的双重作用：促进作用来源于随Cl^-浓度升高而增大的溶液总电导率,抑制作用来源于Cl^-与Br^-在石墨电极表面的竞争吸附;单位能耗随Cl^-浓度的增大而减小,电流效率相对不受影响。随阳极液初始pH的减小,Br^-的电氧化反应速率常数逐渐增大,电流效率与单位能耗相对不受影响。随电氧化操作时间的延长,Br₂提取率的增长速率逐渐降低,电流效率不断降低,单位能耗不断升高的同时其增长速率也不断增大;6~10 h为推荐的最佳的操作时间。     

氯化铵转化新工艺的机理及条件探究

针对目前纯碱产业氯化铵产能过剩的问题,提出一种氯化铵转化新思路。即以固体氯化铵和碳酸镁为原料,采用固相加热反应生成氯化镁、氨气、二氧化碳和水,其中氨气和二氧化碳可回收用于纯碱的生产。从热力学角度分析了固体氯化铵和碳酸镁的反应机理,探讨了反应温度、反应时间和配料比对氯化铵转化率的影响,进行了正交实验并确定了最优反应工艺条件,对反应产物进行了X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和能谱（EDS）表征。最佳反应条件：碳酸镁与氯化铵物质的量比为1.8∶2.0,反应温度为523 K,反应时间为120 min。在该反应条件下氯化铵转化率可达94.40%,氯化镁纯度可达工业标准。     

海水淡化副产浓海水的资源化利用

海水淡化是解决水资源危机的有效途径之一,但其副产浓海水直接排放给海洋环境造成的影响受到高度关注,同时又由于浓海水中富含陆地紧缺的化学矿物资源,直接排放也是一种资源的浪费.本文介绍了浓海水软化、制盐、提钾、提溴、提镁、提锂、提铀,以及海水综合利用技术进展与发展趋势;首次提出了浓海水的资源化利用集成技术方案,为充分开发利用浓海水资源提供了一条有效途径.随着我国海水淡化产业迅速兴起,大力开发利用浓海水资源意义重大,前景广阔.     

氯化钾溶液中离子水化的分子动力学模拟

使用Material Studio软件包中的COMPASS力场,采用分子动力学模拟的方法研究了温度为298.15 K时,浓度分别为1.065 mol/L、2.140 mol/L、3.129 mol/L的氯化钾溶液中离子水化的微观结构和动力学性质.发现浓度对离子近程水化的结构有一定的影响,随着溶液浓度的增加O-O径向分布...     

硝酸钾结晶生长特性的研究

利用5LMSMPR结晶器,通过改变停留时间、过饱和度和搅拌速度等因素,对硝酸钾结晶的粒度分布、平均粒径、主粒径、成核及生长速率等动力学特性进行了研究,并在结晶温度25℃、过饱和度2℃、搅拌速度400r/min和停留时间10～50min条件下,建立了硝酸钾晶体生长动力学模型:B°=6.19×1022G2.02。研究结果表明:当停留时间大于30min、搅拌速度为400r/min时,晶体的平均粒径和主粒径较大;过饱和度的减小也会使晶体粒径增大,但其影响较小。     

惰性粒子对流化结晶过程动力学特性的影响

通过惰性粒子对氯化钾流化结晶过程成核速率、晶体生长速率及晶型影响的实验研究，揭示了外加惰性粒子对流化床结晶动力学特性的影响机理和规律,并回归建立了相关数学模型。实验结果表明，惰性粒子主要通过与晶体的碰撞产生大量二次晶核，进而对晶体生长速率产生负面影响，并改变了晶型。其主要影响因素为惰性粒子的密度和尺寸。     

碱式氯化镁晶须用于热熔胶的研究

选用碱式氯化镁晶须或碱式氯化镁晶须与轻质碳酸钙混合物为填充剂制备乙烯 -醋酸乙烯共聚物为基体的热熔胶。研究不同用量对胶粘剂的 180°剥离强度、软化点、硬度、固化速度、耐候性等性能的影响。结果表明 ,碱式氯化镁晶须为填料比轻质碳酸钙为填料的热熔胶的性能均有提高 ,而 2种填料按一定比例混合具有协同效应 ,比单独使用性能更佳