逆微乳液法合成六铝酸盐甲烷燃烧催化剂

采用逆微乳液为媒介合成六铝酸盐及其金属取代系列甲烷燃烧催化剂.首先研制了由表面活性剂、助剂、油相和水相四组分逆微乳液拟三元体系相图,选择十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,脂肪醇为助剂,正辛烷为油相和水相[或Al(NO3)3溶液].研究了助剂脂肪醇链长、表面活性剂与助剂相对量和盐浓度对微乳液体系形成和稳定性影响,并以电导率随水含量变化的规律很好地印证了微乳液体系的相行为.选取相图中稳定微乳区合成了具有高温稳定性的甲烷催化燃烧催化剂六铝酸镧[La(Mnx/Fex)Al12-xO19-δ].用BET、TG-DTA和XRD表征了催化剂的物性和结构,并在微型固定床反应器中考察了对甲烷燃烧的催化活性.结果表明,利用逆微乳液作为反应介质使催化剂前驱体分散更充分,使六铝酸盐晶相形成的温度有效地降低到950℃.Fe取代的六铝酸盐具有较好高温催化活性和热稳定性,而Mn取代的同晶体则具有较好的低温催化活性,Fe和Mn离子同时对Al3 进行取代时,由于两者之间存在的协同效应明显提高了催化剂的催化活性和比表面,T10仅为475℃,T90为660℃.     

湿法磷酸生产过程中控制稀土走向的研究

采用稀土含量0．55％REO磷矿为原料在间歇实验装置中进行二水物湿法磷酸模拟生产,研究了湿法磷酸生产中工艺条件及活性添加剂对磷矿中稀土走向的影响。研究结果表明：较低的体系温度、高的磷酸浓度及较大的液固比均有利于稀土在磷酸中的富集;控制合适的SO^2-4浓度有利于硫酸钙晶体的成长,可减少磷酸稀土的共晶和吸附作用,从而提高稀土的浸出率,在硫酸与磷矿的化学计量比为1.1时可形成易于洗涤和过滤的类球状聚晶;通过添加活性添加剂控制硫酸钙的结晶速度和结晶形貌,从而减少磷酸稀土和硫酸钙的共晶和吸附作用,以提高稀土在磷酸中的富集;添加不同活性添加剂,稀土在磷酸中的富集程度不同,其中以NS-2,NS-1及IA-1对稀土在磷酸中的富集影响尤著,稀土总浸出率可达75％以上。     

含氟硫酸体系HEH/EHP萃取铈(Ⅳ)的动力学研究

采用层流恒界面池法研究了2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯(HEH/EHP)萃取含氟复杂硫酸体系中铈(Ⅳ)的动力学。考察了搅拌速度、水相金属离子浓度、萃取剂浓度、酸度和温度对萃取速率的影响。试验结果表明:萃取反应为一级反应,萃取反应的正向表观活化能为50.8 kJ·mol-1,属于化学反应控制。试验得到萃取动力学方程为R=k[Ce(HF)(HSO4-)3+]1.05[H2A2]2.07[H+]-2.43,并探讨了反应机制。     

氟碳铈矿氧化焙烧-盐酸催化浸出新工艺研究

针对氟碳铈矿盐酸处理过程中稀土浸出率低,高价值非铈稀土进入富铈渣造成高价元素低值利用,以及伴生资源氟综合利用等问题,研究开发了低温焙烧-催化浸出技术,考察了焙烧温度、浸出温度、盐酸用量、液固比及添加浸出助剂等对稀土浸出率的影响。在优化工艺条件:焙烧温度500℃,浸出温度50℃,酸矿质量比1.75∶1,液固质量比2∶1时,总稀土浸出率达到65.1%,非铈稀土浸出率为93.3%,浸出渣中CeO2/TREO为94.1%。本工艺简化了工艺流程,节省了大量化工原料消耗,降低了成本,整个过程实现了无氟排放,具有低消耗、高效能等特点,取得了良好的环保、经济和社会效益。     

逆微乳液体系研制镧系六铝酸盐甲烷燃烧催化剂

采用逆微乳液为媒介合成对甲烷燃烧有高温热稳定性又有催化活性的六铝酸镧催化剂的前躯体.分别用十二烷基磺酸钠(SDS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为表面活性剂,脂肪醇作助表面活性剂,分别用水和正辛烷作分散相和连续相,绘制四组分拟三元体系相图,考察影响微乳液形成和稳定的因素,选取形成微乳液的最佳条件和合适配比进行反应,在较低温度(1050℃)下焙烧转化成六铝酸盐催化剂,并考察和讨论了Fe,Mn金属离子取代的镧系同晶催化剂对甲烷燃烧催化活性的影响.     

磷酸体系中微量稀土元素萃取回收技术研究

研究了从磷矿硫酸湿法制备磷酸过程中回收伴生稀土元素的萃取分离技术,首先进行了不同萃取剂的筛选,同时考察了萃取剂浓度、磷酸浓度、相比、反应温度、杂质元素等对稀土萃取率的影响.结果表明:在该体系下,P204(二(2-乙基己基)磷酸)单独萃取稀土的能力最强,而且较高的萃取剂浓度、较大相比及低的磷酸浓度有利于稀土的萃取,不同杂质对稀土萃取存在不同程度的影响;并对萃取反应机制进行了考察,得到P204在磷酸介质中萃取微量稀土的反应式,该萃取反应的焙变△H<0,为放热反应.     

磷酸体系中微量稀土元素萃取动力学研究

采用新型恒界面池法进行了磷酸体系中用P204萃取La(Ⅲ),Sm(Ⅲ)和Y(Ⅲ)的动力学研究,考察了搅拌速度、温度、比界面积、磷酸浓度及萃取剂浓度等因素对萃取速率的影响.结果表明:磷酸体系中用P204萃取La(Ⅲ),Sm(Ⅲ)和Y(Ⅲ)的表观活化能E_a分别为27.0,22.2和21.1 kJ·mol~(-1),在体相P204浓度大于在液一液界面饱和吸附时的最低浓度C_(min)时,其在界面已达到吸附饱和,反应的主通道由界面变为体相,在该体系下P204萃取La(Ⅲ),Sm(Ⅲ)和Y(Ⅲ)反应为体相化学反应和扩散反应混合控制.     

镧系六铝酸盐催化剂制备及甲烷燃烧催化性能表征

采用可控共沉淀法以NH4HCO3和NH4OH组成的缓冲溶液作为沉淀剂制备六铝酸盐,采用BET,XRD,TPR等技术考察了催化剂的物化性能.以甲烷催化燃烧为探针反应,对催化剂进行了催化性能表征,并研究了铈取代对催化性能的影响.结果表明： 采用NH4HCO3和NH4OH缓冲溶液作为沉淀剂使沉淀更均匀,可合成化学均一的六铝酸盐.La系六铝酸盐可在较低焙烧温度1050 ℃形成,稀土离子Ce主要是以高储放氧能力的CeO2相存在,与Mn之间存在协同作用提高了催化活性.当Mn取代度为2时,LaMnxAl12-xO19催化性能最佳,此时具有较高的氧化还原性能.Mn容易进入六铝酸盐晶格,Mn取代的La系六铝酸盐催化剂是很有前途的高温甲烷燃烧催化材料.