窑法磷酸中铁、铅、砷的深度净化

对沉淀法深度净化窑法磷酸中的铁、铅和砷进行了研究。理论计算表明,采用亚铁氰化铁沉淀法除铁,可以将w(Fe)降低至≤1 mg/kg;采用硫化物沉淀法除铅、除砷,当净化液中c(S)≥9.46×10-5mol/L时,可以将w(Pb)和w(As)分别降至10 mg/kg、1 mg/kg。实验结果表明,当亚铁氰化钠加入量为理论量、反应温度为50℃时,w(Fe)降至0.001 9%(折合w(H3PO4)85%磷酸中);当五硫化二磷加入量为理论量4.6倍、反应温度为20~30℃以及反应时间为0.5 h时,w(Pb)和w(As)分别降至7.5 mg/kg、0.15 mg/kg(折合w(H3PO4)85%磷酸中)。上述净化指标均达到了工业级磷酸国家标准(GB/T 2091—2008)的要求。     

含钛高炉渣中钙钛矿转化为假板钛矿的研究

对钙钛矿(CaTiO_3)硫酸化分解,使钛组分转化为假板钛矿(Fe_2TiO_5)的反应体系进行分析,结果表明,采用在CaTiO_3/Fe SO4体系中通入SO_2+O_2混合气体的方法可以将钛组分一步转化为假板钛矿。基于此,考察了反应温度、配料比、气相中SO_2浓度以及反应时间等因素对硫酸化转化的影响。研究表明,在反应温度1 473 K、SO_2浓度为25%(体积分数)、反应时间120 min、CaTiO_3/Fe SO_4摩尔比1∶2.1条件下,钙钛矿中92%的钛组分可以转化成为假板钛矿;钙钛矿硫酸化分解机理随温度而变化,在温度为973~1 373 K时,钙钛矿是按照CaTiO_3+SO_2+1/2O_2=Ca SO4+TiO_2进行分解,而在1 473 K时,钙钛矿是按照CaTiO_3+SO_2+1/2O_2+Fe_2O_3=Ca SO4+Fe_2TiO_5进行分解。     

从钛白废酸中萃取回收钛

对伯胺N1923+仲辛醇萃取回收钛白废酸中的钛进行研究,着重考察搅拌速度、仲辛醇浓度、相比、反应温度、反应时间等因素对从钛白废酸中萃取分离钛铁及萃取分相的影响,探索氨水对钛反萃效果。结果表明,以20%N1923+4%仲辛醇+76%磺化煤油为有机相,在相比O/A=1∶1,搅拌速度150 r/min,反应温度30℃,时间3 min的条件下,钛的单级萃取率大于96%,共萃的铁约为4%。仲辛醇的加入可以显著降低分相时间,分相时间从23 min降至4 min。氨水可以有效反萃钛,钛的单级反萃率达到96%;钛的反萃速度快,平衡时间仅为3 min。在氮气保护下进行萃取,可以避免铁的氧化,共萃的铁可降至0.5%以下。将上述结果应用于工业钛白废酸,得到了进一步证实。因此,采用N1923-仲辛醇-煤油萃取体系从工业钛白废酸中选择性地、高效回收钛的路线是可行的。     

磷酸中臭氧催化氧化除氯

对磷酸体系中臭氧氧化除氯离子进行了实验研究,考察了磷酸浓度、添加过渡金属铁(III)、铜(II)和钴(II)离子及反应温度和时间对臭氧除氯的影响.结果表明,氢离子对臭氧除氯具有明显的催化作用,在磷酸浓度≥80%(ω)、反应温度70℃下反应1 h,氯离子浓度从1000 mg/L降至5 mg/L,达到工业级磷酸国家标准(GB/T 2092-2008)对氯离子含量的要求;铁(III)、铜(II)和钴(II)离子也可催化臭氧氧化氯离子,当磷酸溶液中铁(III)浓度≥500 mg/L时,在其他条件相同的情况下氯离子含量达标要求的磷酸浓度可降至60%(ω);而当磷酸溶液中钴(II)浓度为500 mg/L时,即使在约20%(ω)磷酸溶液中氯离子含量也可达标,从而可免除湿法磷酸浓缩预处理.将上述结果应用于脱除工业湿法磷酸中的氯离子,也得到了进一步证实.