铬酸钠溶液酸化过程研究

基于离子平衡和溶液电中性原理,对Na2O-CrO42--/Cr2O72--SO42--H2O系中的铬酸钠溶液酸化过程进行理论计算.理论计算结果表明;铬酸钠转化率随溶液pH降低而呈“S”形增大,且增大铬酸钠浓度或降低溶液温度有利于铬酸钠的转化.在酸化纯铬酸钠溶液和工业铬酸钠溶液时,铬酸钠转化率的变化规律与理论计算结果一致,溶液pH从7.8降低至5.5时,转化率从大约10％显著增加至大约93％,此时加入的酸主要促进CrO42-转化为Cr2O72-,与红外光谱变化对应的是880cm-1处CrO42-的Cr＝O弯曲振动的特征峰逐渐变小,在780 cm-1和930 cm-1处Cr2O72-对应的Cr＝O弯曲振动的特征峰逐渐增强;转化率还随Na2SO4浓度的升高而增大,在pH≤2.5时,由于硫酸氢钠的大量生成,转化率测定结果大于100％.     

铝酸钠溶液的电导率与结构的关系

通过测定不同浓度Na2O和苛性比(αk)的铝酸钠溶液的电导率,计算了不同Na2O浓度下铝酸根阴离子的迁移数,结合铝酸钠溶液的红外光谱表征,研究了铝酸钠溶液的电导率与结构的关系.研究结果表明,低浓度铝酸钠溶液[c(Na2O)175g/L]中,铝酸根阴离子的迁移数约为0.6,其离子结构主要为Al(OH)4-;中等浓度溶液[c(Na2O)=175～330g/L]中,铝酸根阴离子的迁移数约为0.2,其离子结构主要为Al(OH)4-和[Al2(OH)8(H2O)2]2-;而高浓度溶液[c(Na2O)330g/L]中,铝酸根阴离子的离子迁移数接近于0,对应的离子结构主要是Al2O(OH)62-,[Al2(OH)8(H2O)2]2-和少量Al(OH)4-.说明铝酸根离子的导电能力与结构密切相关.     

六水铝酸三钙(C3AH6)与CO2反应的研究

为了阐述C3AH6与CO2反应的机理,应用X线衍射和pH酸度分析等方法,对C3AH6与CO2反应的影响因素、反应过程及其产物进行研究:结合C3AH6和CO2在水体系中反应时溶液pH的变化规律,提出C3AH6与CO2在水中的反应机理.研究结果表明:在空气和乙醇介质中,C3AH6与CO2的反应十分缓慢;但以水作为反应介质时,C3AH6与CO2的反应显著加快,其产物为CaCO3,Al(OH)3和H2O,且随着反应温度和CO2体积分数的增加以及反应时间的延长,反应率增加;在温度为75℃,CO2体积分数为100%的条件下反应80min,反应率可达到97.76%;C3AH6与CO2在反应初期主要取决于C3AH6的水化作用,而在反应后期主要取决于H2CO3的电离作用;在水介质中,通入CO2回收C3AH6中的氧化铝是可行的.     

碳酸钠和硫酸钠对铝酸钠溶液结构的影响

利用红外光谱,研究碳酸钠和硫酸钠对铝酸钠溶液结构的影响.同时,研究当有碳酸钠和硫酸钠存在时,铝酸钠溶液的结构变化对其物理化学性质和分解过程的影响.研究结果表明:碳酸钠和硫酸钠均会改变铝酸钠溶液的结构,随着碳酸钠和硫酸钠浓度的增加,铝酸钠溶液中四面体离子Al(OH)4-明显减少,低波数段Al-O-Al结构的Al2O(OH)62-离子明显增多.同时,加入碳酸钠和硫酸钠后,铝酸钠溶液结构上的变化将导致铝酸钠溶液黏度升高,电导率下降,并对晶种分解过程产生抑制作用.由此说明,铝酸钠溶液的结构变化对其物理化学性质及分解过程有很大影响.即铝酸钠溶液中聚合离子增多,不利于铝酸钠溶液的晶种分解.     

铝酸钠溶液的粘度

研究了溶液的温度、氧化铝质量浓度、苛性比αk等因素对铝酸钠溶液粘度的影响.研究结果表明:低温、高浓度、高苛性比及过饱和度较高的溶液粘度较大,反之则较小.这主要是因为溶液的温度、浓度和苛性比等因素影响了溶液中Al(OH)4-4与聚合铝酸根离子间的相互转变,从而影响了溶液的粘度;对实验数据进行多元线性拟合得到了溶液粘度与温度、浓度及苛性比的定量关系:lnη=-1.554 1.139αk 0.0187 2ρ-0.0503T.     

氧化铝熟料溶出过程二次反应的热力学讨论

对氧化铝熟料溶出过程涉及的二次反应进行了热力学计算和讨论。对原硅酸钙在铝酸钠溶液中的稳定性、硅酸钙与铝酸钠溶液的反应、水化石榴石与NaOH和Na₂CO₃作用和原硅酸钙水化反应分别进行了热力学分析。结果表明，原硅酸钙、硅酸钙在NaOH、Na₂CO₃和NaAl(OH)₄这3种溶液成分中的稳定性是不同的；温度升高，NaOH、Na₂CO₃溶液分解水化石榴石的趋势变大，饱和系数较大的水化石榴石稳定性好于饱和系数较小的，水化石榴石在NaOH中的稳定性强于在Na₂CO₃溶液中的；低温下原硅酸钙最有可能水化成2CaO·SiO₂·1.17H₂O和4CaO·3SiO₂·1.5H₂O。     

对数螺旋线双曲拱坝施工放样

随着计算机应用技术的开发和普及，拱坝体型优化设计应运而生，且设计方式日趋复杂化、先进化、经济化、合理化，并已由原来的单曲、等厚、圆弧、低拱坝发展到现在的双曲、变厚、非圆弧、高拱坝.多心圆、抛物线、椭圆、双曲线、对数螺线拱坝得到广泛推广和应用.但伴随而来的拱坝施工放样变得复杂和困难.为此，以采用中国水利水电科学研究院研制的拱坝优化“ADASO”程序优化设计的龙头寨对数螺线拱坝为例，介绍拱坝施工放样方法.     

铝酸钠溶液中析出一水软铝石过程的宏观动力学

对铝酸钠溶液中析出一水软铝石过程的宏观动力学进行了研究.在考虑主要影响因素的前提下,提出了动力学模型,并通过线性回归计算出方程的参数,给出了相应的动力学方程.研究结果表明:分解反应对A l2O3过饱和度和游离NaOH浓度的反应级数分别为2.24和-2.24,前者与大多数研究者的结论一致,而后者则说明溶液中游离NaOH是对反应影响较大的动力学制约因素;反应的表观活化能为62.248 kJ/mol.     

铝酸钠溶液蒸发过程中的结垢与防垢

以氧化铝生产中种分母液为对象,研究铝酸钠溶液蒸发过程中碳酸钠和硫酸钠等杂质盐的析出行为及其影响因素.采用对比实验法,研究防垢添加剂对减缓铝酸钠溶液蒸发过程中加热面结垢的影响.研究结果表明随着苛性碱浓度的升高,铝酸钠溶液中碳酸钠和硫酸钠的平衡浓度明显降低;随着温度降低,碳酸钠和硫酸钠的平衡浓度下降;根据实验结果提出铝酸钠溶液中碳酸钠和硫酸钠平衡浓度与氢氧化钠浓度、温度等因素的定量变化关系式;GR-12、GR-3、GR-4 等添加剂防垢效果明显,可降低结垢量60%～70%,有效减缓加热面结垢的形成速度, 并抑制溶液中硅的析出.     

低温焙烧法综合处理铬渣和皮革污泥的研究

采用低温焙烧法综合处理铬渣和皮革污泥,对皮革污泥的热分解特性和铬渣中六价铬的还原规律进行实验研究.研究结果表明:在大于400 ℃的焙烧温度下,皮革污泥分解产生的CO、烷烃等还原性气体可将铬渣中的六价铬还原;焙烧温度、焙烧时间以及铬渣与皮革污泥的质量比(pm)对铬渣中六价铬的还原有重要影响,温度越高,焙烧时间越长,则铬渣中六价铬还原越彻底,增加皮革污泥的配量有利于铬渣中六价铬的彻底还原;在焙烧温度大于500 ℃,pm≤30的条件下,焙烧处理渣中六价铬的含量小于35 mg/kg,其毒性浸出试验浸出液中六价铬和总铬质量浓度分别小于0.3 mg/L和0.5 mg/L,符合解毒铬渣直接用于生产水泥、砖块等建筑材料的要求.