由ZnSO4·7H2O制备硼酸锌

研究了由ＺｎＳＯ４·７Ｈ２Ｏ合成七水硼酸锌阻燃剂的工艺条件,合成出合格的产品,并测定了硼酸锌添加到ＰＶＣ中的阻燃效果．由ＺｎＳＯ４·７Ｈ２Ｏ合成２ＺｎＯ·３Ｂ２Ｏ３·７Ｈ２Ｏ的主要工艺条件是：常温,硫酸锌和硼砂的配料比为１．０５：１～１：１,液固比为４．５：１,反应时间大于６．５ｈ．七水硼酸锌的分子式为２ＺｎＯ·３Ｂ２Ｏ３·７Ｈ２Ｏ,该物质开始脱结晶水的温度高于４７３Ｋ,可用于塑料等材料的阻燃剂．     

(NH4)2C2O4·H2O和NH4HC2O4·0.5H2O 单晶的培养研究

利用六次甲基四胺缓慢水解产生的NH3和草酸反应,扩散法培养出(NH4)2C2O4·H2O和NH4HC2O4·0.5H2O两种单晶.     

MgCO3·3H2O晶须的制备及其生长机制的研究

以MgCl₂·6H₂O和NH₄HCO₃为原料,CH₃COONa·3H₂O为形貌控制剂,采用沉淀结晶法制备MgCO₃·3H₂O晶须,考察了不同添加量的CH₃COONa·3H₂O对晶须结晶过程和形貌的影响,并研究了晶须在该体系中的生长机制。结果表明：当体系中加入质量分数为0.23%的CH₃COONa·3H₂O时可以成功制备长径比约为30的棒状MgCO₃·3H₂O晶须,CH₃COONa·3H₂O的存在促进了MgCO₃·3H₂O晶须的形成。该体系中晶须的生长过程：首先形成无定形的4MgCO₃·Mg（OH）₂·4H₂O,之后无定形4MgCO₃·Mg（OH）₂·4H₂O逐渐转变为MgCO₃·3H₂O并生长成较大长径比的棒状MgCO₃·3H₂O晶须。这是因为CH₃COONa·3H₂O电离产生的Na ⁺选择性吸附在MgCO₃·3H₂O晶体轴向的（101）晶面,抑制了该晶面生长,而径向晶面生长速率未受到影响,从而促使无定形MgCO₃·3H₂O生长成棒状晶须。     

聚乙烯醇与3(CaO·Al2O3)·CaSO4的界面作用机理初探

借助X射线光电子能谱和傅里叶红外光谱等进行了定量分析,结果表明,聚乙烯醇与3(CaO·Al2O3)·CaSO4矿物之间确实存在键合作用.     

用铜矿生产CuSO4·5H2O的研究

详细研究了用铜矿生产CuSO4·5H2O的工艺条件,并对原材料、中间产品、成品等进行了系统的分析.采用经过处理的铜矿来生产CuSO4·5H2O的最佳的工艺条件为:常温下反应30 min,H2SO4的浓度为1.52 mol·L-1,H2SO4的用量为40 mL,此条件下浸提率高,能耗小,酸耗小,一次结晶产品的浓度能够达到95.3%.     

CaSO4—H3PO4—H2SO4—H2O四元系统及其应用（上）

ＣａＳＯ４－Ｈ３ＰＯ４－Ｈ２ＳＯ４－Ｈ２Ｏ四元系统是湿法磷酸领域中的主要相图，直到１９５８年才由日本学者池野亮当等人＊首先发表，而且只是其中关于ＣａＳＯ４·１２Ｈ２ＯＣａＳＯ４·２Ｈ２Ｏ转化过程部分的研究结果。７０年代中，笔者在研究半水—二水再结晶流程时发现：在温度恒定的条件下，四元系统中的ＣａＳＯ４·１２Ｈ２ＯＣａＳＯ４·２Ｈ２Ｏ转化过程的平衡点轨迹呈线性，可以用直线方程式计算有关参数，扩大了它的意义。随后，笔者在进行半水—二水再结晶流程的中试时，曾用上述计算参数控制ＣａＳＯ４·１２Ｈ２Ｏ—→ＣａＳＯ４·２Ｈ２Ｏ转化过程中二水物结晶的形成，取得满意结果。     

H2O2/H2O溶液冷冻干燥制备HA多孔陶瓷

以H2O2/H2O结晶体为模板冷冻干燥法,制备出片层孔及圆孔的双孔型羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)支架,观察了支架的双孔形貌,分别研究HA浆料初始固含量和孔隙率、冷冻温度和孔径尺寸之间的关系.结果表明:当初始浆料固含量在20vol％ ～ 45vol％之间变化时,可以制得孔隙率在79％ ～ 54％的多孔陶瓷支架,孔的连通性较好,支架孔隙率随着浆料固含量的降低而升高;当冷冻温度分别为-20℃、-50℃、-80℃时,平均片层间距及圆形孔孔径尺寸分别为550～1000 μm,800 ～ 1000 μm;450 ～800 μm,550 ～750 μm;330 ～380μm,450 ～ 500 μm;支架的孔径尺寸随着冷冻温度的降低而减小,两种形貌孔道在孔壁上呈树枝状相连通,有利于细胞的攀附和生长.     

CaSO4表面吸附CH2O2机理的密度泛函研究

基于密度泛函理论的第一性原理优化了CaSO4 (100),(010)和(110)晶面结构,计算了晶面与CH2O2反应吸附能,得出(010)晶面能量最低,吸附最为稳定,发生了化学吸附.通过对CH2O2吸附方式的假设和计算,发现最佳吸附方式为CH2O2分子C=O结构中的氧原子被晶面(010)上的钙原子的垂直吸附,且为化学吸附.吸附机理主要表现为CH2O2中羧基的O原子的2p轨道和H原子1s轨道中的电子向晶体表面(010)上Ca原子的3d轨道发生了转移,从而形成杂化轨道.     

MgSO4.H2O生产中干燥工艺的改进

介绍了山西运城盐化局ＭｇＳＯ４·Ｈ２Ｏ生产中干燥工艺改进的要点和效果，着重分析了高温鼓风机、补冷风口以及床层排风温度对系统改进的影响。     

H2O2沉淀铝酸钠溶液法制备大孔容纳米γ-Al2O3纤维粒子

采用H₂O₂沉淀铝酸钠溶液和乙醇分散并洗涤沉淀相结合的方式成功地制备出了大孔容纳米γ-Al₂O₃纤维.运用XRD、FT-IR、TG-DSC、TEM、BET和压汞法对比研究了水洗和乙醇分散并洗涤两种沉淀处理方式对产物结构、形貌和织构性质的影响.结果表明,乙醇洗涤产物γ-Al₂O₃纤维的直径约为10 nm,长度约在100 nm以上,孔容和比表面分别为2.23 ml•g^-1和222.0 m²•g^-1,而水洗γ-Al₂O₃的二次粒子无固定形状,孔容和比表面仅为0.37 ml•g^-1和162.3 m²•g^-1.乙醇洗涤时形成的CH₃CH₂O—基不仅使γ-Al₂O₃前驱物拟薄水铝石晶粒定向生长成纤维,还阻止了相邻颗粒表面之间因Al—O—Al键形成而产生的硬团聚.     

磷矿酸解液制备硫酸钙晶须工艺研究

首先以盐酸分解磷矿制备酸解液,再通过向酸解液中加入硫酸制备硫酸钙晶须。实验考察了加料时间、搅拌转速、硫酸浓度、硫酸根与钙离子物质的量比、氧化钙质量分数、反应温度对硫酸钙形貌及晶须长径比的影响。采用扫描电镜观察硫酸钙形貌并用Image-Pro-Plus对硫酸钙SEM图进行分析得到硫酸钙晶须的平均长径比。实验得到硫酸钙晶须的最佳制备工艺条件是：加料时间为20 min、搅拌转速为350 r/min、硫酸质量分数为40%、反应温度为70 ℃、硫酸根与钙离子物质的量比为0.2、氧化钙质量分数为5.5%,在此工艺条件下可以得到长径比达到98.84的硫酸钙晶须,且形貌均匀。     

Continuous precipitation of calcium sulfate dihydrate from waste sulfuric acid and lime

Precipitation of calcium sulfate dihydrate, gypsum, from (i) a pure sulfuric acid/lime suspension and (ii) a waste sulfuric acid/lime suspension in a continuous pilot plant in the temperature range from 40 °C to 80 °C was studied. It was observed that in the case of waste sulfuric acid with a high content of Mg²⁺ and Fe²⁺ ions, several hours after the beginning of the precipitation, partial dissolution of the product and modification of the crystals from needle‐ and plate‐like to agglomerated structures occurred. It is suggested that the secondary changes occur due to the increased concentration of Mg²⁺ and Fe²⁺ ions in the reactor. Below 60 °C, and above 70 °C plate‐like and needle‐like single crystals respectively were formed. The mean size (d₅₀) of the crystals was found to increase with increasing temperature and decrease with the initial concentration of lime. Gypsum produced between 70 °C and 80 °C is suitable for further processing for construction plaster. In a precipitation process with pure sulfuric acid only single perfect needle‐like crystals occurred. Copyright © 2005 Society of Chemical Industry     

Preparation of mullite whiskers from kaolin via the addition of tribasic calcium phosphate

Mullite whiskers are potential candidates for improving the mechanical and thermal properties of ceramic, glass, and composite material. In this work, well‐developed whisker‐shaped mullite has been produced by adding tribasic calcium phosphate (Ca₃(PO₄)₂) into kaolin before calcining in air. In the raw kaolin, rod‐like mullite crystal of ~0.5‐1.0 μm length and ~0.05‐0.2 μm diameter formed at 1350°C, and mullite whiskers were not be observed; however, by doping 6 wt% Ca₃(PO₄)₂ into kaolin, mullite whiskers of ~5.5 μm length and ~0.05‐0.10 μm diameter grew at 1250°C. The formation of high aspect ratio of mullite whiskers can probably be explained by the synergistic effect of P₂O₅ and CaO, resulting in the formation of liquid phase with a relatively higher content of Si and a lower viscosity at low temperature of 1250°C, which facilitates the growth of mullite displaying acicular morphology. The results are of interest in producing high aspect ratio of mullite whiskers from kaolin at reduced calcination temperatures.     

二水硫酸钙溶解动力学

采用电导率法测量匀速旋转的石膏块试样(CaSO₄·2H₂O,质量分数为98%)在纯水中的溶解速率,数据采集时间间隔1 s,测试期间试样表观形状(7 cm×4 cm×2 cm)和面积(100 cm²)基本不变。在溶解过程为表面反应控制条件下,依据溶解反应动力学模型,拟合得到25、45、65、85℃下二水硫酸钙溶解反应速率常数分别为1.91×10^-8、3.46×10^-8、4.92×10^-8、7.07×10^-8 mol·cm^-2·s^-1,反应级数为1.27。经Arrhenius公式回归得到溶解反应表观活化能为19.07 kJ·mol^-1。本实验方法排除了溶解过程试样面积不确定因素,拟合得到的模型参数使动力学方程计算值与实验值更为吻合,更接近溶解速率理论预测文献值。     

硫酸钙晶须的制备工艺研究

用盐酸分解磷矿制备磷酸和硫酸钙晶须,主要研究了制备硫酸钙晶须的工艺条件。将磷矿粉用盐酸分解过滤得含钙离子的酸解液,然后向酸解液中加入硫酸,通过控制反应条件制备硫酸钙晶须。分别通过单因素实验和二次正交回归实验,考察了反应温度、硫酸浓度、加料时间和搅拌强度对硫酸钙晶须形貌以及长径比的影响,并回归出了模型方程。通过实验得到制备长径比较大的硫酸钙晶须的最佳工艺条件：温度为60 ℃、硫酸质量分数为90%、加料时间为15 min、搅拌速率为200 r/min左右。在此工艺条件下,制备出的硫酸钙晶须直径为10~20 μm,长为800~1 200 μm,长径比可达到78,颜色洁白。     

超细二水磷酸铁的制备研究

以六水氯化铁、磷酸为原料,采用沉淀法制备超细二水磷酸铁,用阳离子表面活性剂CTAB控制颗粒生长和防止颗粒团聚。通过实验分析各因素对二水磷酸铁粒径的影响,得出较佳合成工艺条件为：投料比（磷铁物质的量比）为1.50,反应温度为85 ℃,阳离子表面活性剂CTAB用量为铁盐质量的1.5%。在此条件下得到的产物是平均粒径为1.5 μm的单斜晶型二水磷酸铁,其粒度分布均匀,分散性好。     

盐酸分解精选磷铁矿制磷酸工艺研究

盐酸法制取饲钙大致分3部分:浸取、脱氟、中和.本文主要涉及浸取工段实验研究.采用冀辽内三省交界处精选磷铁矿[w(P2O5)=34%,w(F)=2.65%]和工业盐酸作原料,进行正交实验,得出最优化反应条件为:盐酸质量分数24%.过量系数1.05,反应温度40℃,反应时间30min.照此优化条件进行实验,可以得到99%以上磷矿分解率,所得磷酸溶液含P2O58.7%,含F0.67%.     

盐酸浸取磷矿生产磷酸氢钙的工艺研究

采用盐酸对贵州织金新华胶磷矿石进行酸溶解,研究了氨水加入方式和pH值等因素对磷酸氢钙产品质量的影响。通过实验得到的最佳工艺条件为:反应终点pH≥5.0,温度50℃,时间60min,烘干温度80℃。在此条件下得到的磷酸氢钙产品达到GB/T 22549-2008《饲料级磷酸氢钙》中Ⅰ型产品的技术指标要求。     

硫酸铵法硝酸磷肥生产高品质硫酸钙工艺研究

研究了昆阳磷矿的硝酸酸解液与硫酸铵反应制备硫酸钙的工艺条件,分别研究了硫酸铵用量、硫酸铵质量分数、温度、加料时间、反应时间对晶体大小和共晶磷含量的影响。确定了结晶过程适宜的工艺条件：硫酸铵用量为理论用量的110%、硫酸铵质量分数为30%、反应温度为90 ℃、加料时间为20 min、反应时间为2 h。在此工艺条件下得到磷质量分数为0.179%、氟质量分数为0.06%的半水和二水混合晶型的硫酸钙结晶,该硫酸钙具有晶体粗大整齐、过滤强度高的优点。     

混合脂肪酸钠辅助制备硫酸钙晶须

硫酸钙晶须应用范围广、综合性能优异、性价比高,具有良好的应用前景。以氯化钙为主要原料,添加油酸钠、硬脂酸钠以及油酸钠与硬脂酸钠的混合物作为改性剂,采用常压酸化法制备了长径比高、疏水性能好的硫酸钙晶须。探究了氯化钙浓度、反应时间、反应温度、油酸钠和硬脂酸钠及其混合物的用量等因素对制备的硫酸钙晶须长径比及疏水性的影响,确定了最佳制备条件。采用扫描电镜（SEM）、接触角测量仪、X射线衍射仪（XRD）、红外光谱（FT-IR）及Zeta电位分析等对产品进行了表征。通过实验得到制备硫酸钙晶须的最佳工艺条件：氯化钙溶液质量浓度为0.11 g/mL时,添加与氯化钙等物质的量的浓硫酸4.8 mL,加入4%油酸钠和6%硬脂酸钠混合物（以质量分数计）作为改性剂,在140 ℃油浴锅中加热搅拌1 h。在此工艺条件下,制备的硫酸钙晶须长径比为32~106,接触角可达120.2°。XRD结果表明,所得硫酸钙晶须为半水硫酸钙晶须和二水硫酸钙晶须的混合物。红外光谱和Zeta电位分析表明,油酸钠和硬脂酸钠以化学吸附的形式吸附在晶须表面。当加入油酸钠和硬脂酸钠混合物时,油酸钠和硬脂酸钠共吸附于晶须表面,使得晶须表面吸附的脂肪酸更多,晶须疏水性更强。