蒸馏、萃取、干燥及其他传质过程及设备

• 萃取精馏提取高纯度丙醛的模拟及实验研究

  宋浩;顾正桂;

  提出了采用连续复合萃取精馏法提取高纯度的丙醛,建立连续复合萃取精馏装置,精馏段采用θ环填料结构,研究了塔板数变化对分离过程的影响,并采用气相色谱分析实验结果。在优化条件下,可以将丙醛的质量分数由原料中的90.83%提高至99.73%,收率为91.50%,同时采用Aspen Plus软件对实验进行模拟,实验值与模拟值基本一致。为进一步放大实验及萃取精馏提取高纯度丙醛提供依据。

  2011年03期 v.39;No.265 1-3页 [查看摘要][在线阅读][下载 327K]
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• 动态模拟用于加压汽提塔控制优化

  冯大春;

  带侧线加压单塔是煤气化废水工艺中的关键设备之一。但现有控制方案,存在操作难以稳定等问题。在对汽提塔动态模型讨论基础上,借助Aspen Dynamics动态模拟工具,对该汽提塔的动态特性、控制方案抗扰动能力以及对异常情况的响应情况等进行了深入讨论,在模拟基础上分析了现有控制方案的不足,并提出了改进方案。模拟和工业运行的结果表明:改进后方案能保证系统安全平稳运行,质量指标控制稳定,抗扰动能力强。

  2011年03期 v.39;No.265 4-7+17页 [查看摘要][在线阅读][下载 469K]
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• 响应曲面法优化硫酸铵微波干燥工艺

  李长龙;彭金辉;张利波;李雨;雷鹰;段昕辉;

  对微波干燥硫酸铵的新工艺进行研究,探讨了干燥温度、微波干燥时间、物料质量、物料厚度等因素对硫酸铵相对脱水率的影响。并在单因素实验的基础上,以硫酸铵的相对脱水率为响应值采用响应曲面中心组合设计,对硫酸铵的微波干燥工艺参数进行了优化。所获得的优化实验条件:干燥温度86.05℃,微波干燥时间190.50 s,物料质量102.59 g,物料厚度20.55 mm,此时物料的相对脱水率为99.29%,验证实验的实验值与预测值的偏差仅为-0.43%,可靠性高。实验结果表明:响应曲面中心组合设计对实验有良好的优化与预测作用,同时文中所采用的微波干燥硫酸铵工艺合理可行,对后续研究能够起到一定的参考与指导作用。

  2011年03期 v.39;No.265 8-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 264K]
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• 盘式连续干燥器的耙叶设计探讨

  张继军;杨大成;李俊茹;

  在所有传导式干燥机中,盘式连续干燥器的有效加热面积最高,理论上可达100%,但如果耙叶设计与选择不当,将导致实际有效加热面积降低,有的甚至低至50%以下,盘面上出现大量的裸露面积,严重影响了盘式连续干燥器效能的正常发挥。通过理论分析和图形解析方法,给出了盘式干燥机耙叶设计的一些准则,可消除盘面的裸露面积,提高干燥机的综合传热传质系数,确保盘式连续干燥器的节能优势。

  2011年03期 v.39;No.265 13-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 515K]
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化工流体力学

• 双切环流气体分布器性能的实验研究

  惠宇;王玉璋;翁史烈;

  湿空气透平(HAT)循环被誉为21世纪最有竞争力的先进动力循环,HAT循环的核心部件饱和器采用了填料塔的结构形式,为了提高整塔的性能,改进并设计了双切环流气体分布器。目前,双切环流气体分布器设计依然主要依靠经验进行设计,而实验的方法依然是分布器性能最可靠的研究方法。文中利用直径800 mm的饱和器实验台,对改进后的双切环流分布器的性能进行了实验研究,并对分布器上方加填料后的分布性能进行了分析。从分析结果来看,在导流叶片弧形段前端增加直叶片段,可以改善气流在进气方向流量分配不均的问题。另外填料段对气流有一定的均化作用,在分布器结构设计时可以综合考虑。

  2011年03期 v.39;No.265 18-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 447K]
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• 旋流干燥器流场模拟研究

  水银杰;孙勤;杨阿三;程榕;郑燕萍;

  旋流干燥器(SMTD)作为一种新型的干燥装置,其结构简单、干燥效率高、处理量大,成为气固二相流干燥研究的新方向。文中用流体力学软件Fluent对旋流干燥器内部的流场进行了数值模拟研究,采用雷诺应力模型(RSM)模拟气相流动,模拟结果表明:旋流干燥器各干燥室内气流主要做旋转运动,穿过旋流板时,主要做返混运动;切向速度分布呈"S"型,从中心向二侧速度逐渐增加达到一个峰值后减小;旋流板开孔处,以轴向速度为主。

  2011年03期 v.39;No.265 22-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 563K]
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• 非圆小通道内氮气-水气液二相流流型特性

  周云龙;王红波;

  通过可视化手段对水力直径为1.15 mm的矩形小通道(w×h=2 mm×0.81 mm)和正三角形小通道(边长2 mm)内氮气-水气液二相绝热垂直向上流动进行了实验研究。在表观气速0.1—30 m/s和表观液速0.01—5 m/s范围内,由实验结果得到2种小通道内的氮气-水典型流型图和流型转变界限。通过对比实验结果发现,在水力直径相同的情况下,小通道的截面形状对流型转变界限有显著影响。

  2011年03期 v.39;No.265 26-28+45页 [查看摘要][在线阅读][下载 423K]
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搅拌过程及设备

• 筒式搅拌器开发及性能研究

  陈明义;曾庆军;

  介绍了筒式搅拌器的结构、设计原理及性能测试研究结果。筒式搅拌器在结构上主要由筒体和内弯叶片组成,搅拌时使介质同时产生强大的径向流和轴向流。从理论上分析了液体质点在筒式搅拌器翅片内的运动规律。筒式搅拌叶轮的各部位尺寸设计取决于液体性质、混合要求、容器直径和转速等因素。测试采用德国IKAEUROSTAR power control搅拌装置和Labword软件,介质为水。筒式搅拌器的排液量和循环流量大,具有极强的混合效果。通过测试整理得到搅拌器功率和功率准数经验公式以及排液量和循环量的基本估算式。筒式搅拌器叶轮各部尺寸对搅拌效果影响较大,有待继续深入研究。

  2011年03期 v.39;No.265 29-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 301K]
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反应工程

• NiH₆P₂Mo₁₆V₂O₆₂催化氧化苯制苯酚的动力学

  李贵贤;高云艳;宋维维;王广;张雪梅;

  根据酸碱中和的原理制备了Dawson型磷钼钒镍杂多酸盐NiH6P2Mo16 V2O62,采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR),X射线衍射(XRD)对所制备磷钼钒镍杂多化合物进行了表征。以磷钼钒镍杂多酸盐作为催化剂,采用初始速率的方法研究了过氧化氢一步将苯氧化为苯酚动力学行为。结果表明:该羟基化反应速率对底物苯、双氧水和催化剂都是一级反应,反应活化能为31.47 kJ/mol,根据所建模型推测过渡金属Ni对催化反应只起到辅助作用。

  2011年03期 v.39;No.265 33-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 262K]
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• 响应面法优化反相乳液聚合制备淀粉接枝丙烯酰胺共聚物

  朱升干;郑典模;

  采用响应面分析法(RSM)中CCD数学模型优化淀粉接枝丙烯酰胺共聚物的工艺参数,考察引发剂浓度、反应温度、单体淀粉质量比对单体转化率Y1与接枝率Y2的影响。实验采用等高线重叠法获得最佳工艺条件:引发剂浓度3.451 mmol/L、反应温度50℃、单体淀粉质量比在1.54∶1,此条件下,产物单体转化率为93.06%,接枝率为54.42%,与预测结果很相近。

  2011年03期 v.39;No.265 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 689K]
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综合信息

• 2011年工程建设项目信息简介

  <正>在我站技术委员单位及技术委员的大力支持下,"2011年工程建设项目信息"即将编制完成,该信息给出了工程项目名称、建厂地点、设计阶段以及部分项目的联系人、工程招标情况。该项工作是中心站及中心

  2011年03期 v.39;No.265 36页 [查看摘要][在线阅读][下载 78K]
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• 版权声明

  <正>为适应我国信息化建设,扩大本刊及作者知识信息交流渠道,《化学工程》期刊已加入《中国知网CNKI系列期刊数据库》、《中国核心期刊(遴选)数据库》(万方数据———数字化期刊群)、《中文科技期刊数据库》、

  2011年03期 v.39;No.265 71页 [查看摘要][在线阅读][下载 80K]
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• 2011年举办第二届“塔器的工程设计及应用培训班”第一次通知

  <正>各有关单位和个人:由中国石油和化工勘察设计协会主办、全国化工化学工程设计技术中心站协办的"塔器的工程设计及应用培训班",将于2011年5月23日—29日举办第二期。请有关单位结合本单位情况,适时安排人员参加。培训班有关内容如下:

  2011年03期 v.39;No.265 103-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 67K]
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非均相分离过程及设备

• 超重力旋转床脱除微米级粉尘的实验研究

  黄德斌;邓先和;田东磊;胡显平;

  用超细滑石粉模拟工业微米级粉尘,通过实验研究了超重力旋转床的除尘特性。考察了旋转床在不同的气量qG、液量qL、转速n和轴向放置平面丝网层数nm下的除尘效果,确定了实验室规模下适宜的除尘工艺条件:qG=600 m3/h,qL>0.6 m3/h,N=1 400 r/min,nm=3时,除尘总效率均大于97%;qG=800 m3/h,qL=1.0 m3/h,N=1 400 r/min,nm=3时,设备的总体压降不超过490 Pa。研究结果表明,超重力旋转床体现了高效除尘和低阻性能,具有较好的经济开发价值。

  2011年03期 v.39;No.265 42-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 383K]
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膜技术

• 全硅沸石/聚二甲基硅氧烷渗透汽化膜制备及分离性能

  周浩力;苏仪;万印华;

  考察了全硅沸石/聚二甲基硅氧烷(PDMS)渗透汽化均质膜制膜液中固液比(质量比)对渗透汽化膜性能的影响,利用均匀设计优化方法对交联时间、交联温度、全硅沸石填充量和PDMS中b胶量等对膜分离因子的影响进行了研究,制备了对丁醇分离性能较高的渗透汽化均质膜。50℃下,分离原料液质量分数为1.6%的丙酮-丁醇-乙醇-水溶液时,渗透汽化膜对丁醇/水的分离因子高达120。考察了膜厚度和原料液质量分数对渗透汽化均质膜的分离性能的影响。结果显示膜的分离因子不随膜厚的减小而减小,而透过液中丁醇质量浓度随料液中丁醇质量分数升高而增大。

  2011年03期 v.39;No.265 46-49+58页 [查看摘要][在线阅读][下载 265K]
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化工热力学

• SO₂-Na₂S-H₂O体系热力学分析

  秦毅红;张丽;

  利用Na2S溶液吸收SO2是湿法烟气脱硫中具有良好应用前景的新方法。为了能更好地利用Na2S溶液进行烟气深度脱硫,文中通过热力学计算,对Na2S溶液吸收SO2烟气所构成的SO2-Na2S-H2O体系中气液固三相组成与pH值的关系进行了分析。结果表明,pH值大于6时,SO2-Na2S-H2O体系中主要存在S2O32-,HS-,H2S气体和单质硫;pH值在4—6时,体系中基本上只存在S2O32-和单质硫;pH值小于4时,体系中主要存在S2O32-,HSO3-,H2SO3,SO2气体和单质硫。因此,为了保证较好的吸收效果,溶液pH值应控制在4以上。

  2011年03期 v.39;No.265 50-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 187K]
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• CO₂在碳酸二甲酯混合溶剂中的溶解度

  李铁枝;胡晖;汤志刚;

  为改善碳酸二甲酯(DMC),对CO2气体的吸收性能,降低溶剂成本,在DMC中添加一定量的氨水、助溶剂形成拟均相混合CO2吸收剂。用恒定容积法考察了不同条件下(助溶剂的类型、二乙二醇乙醚的比例、氨水的质量分数、氨水的比例和温度)混合溶剂(DMC+质量分数10%氨水+二乙二醇乙醚)的CO2吸收性能。结果表明:低压时,随着氨水质量分数的增大,CO2在DMC混合溶剂中的溶解度增大。常压下,CO2在DMC、质量分数10%氨水和二乙二醇乙醚的体积比为70∶15∶15中的溶解度比CO2在DMC中的溶解度提高了3倍以上。

  2011年03期 v.39;No.265 54-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 443K]
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生物化学工程

• 新型气力搅拌式生物反应器的实验研究

  闻建龙;赵松峰;张星;张静文;

  为了研制培养微生物和动植物细胞或组织的生物反应器,采用微孔橡胶膜片装置使产生的搅拌剪切力较低,以满足溶氧需求较高、介质密度较高、同时具有较高黏度的液体介质的搅拌要求。实验过程中,对生物反应器进行了流动特性观察、压力损失、反应器内含气率及溶氧质量浓度的测量等实验,选取了综合性能较好的微孔橡胶膜片。结果表明:这种生物反应器产生的气泡比较均匀,供氧效率高,且具有较好的介质混合性能,对反应器内的液体介质无机械的剪切破坏。与传统机械式搅拌生物反应器相比,具有明显的优点,可应用于对介质剪切性能要求较高的中小型反应器。

  2011年03期 v.39;No.265 59-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 497K]
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• 超声波辐射强化污泥蛋白质的提取

  相玉琳;张卫江;徐姣;相玉坤;

  为了提取污泥胞内蛋白质,以CaO为药剂,对污泥进行了热搅拌和超声波辐射的对比实验,考察了超声波发生器输出端电流强度、作用时间、pH值对蛋白提取率的影响,通过正交试验对实验条件进行了优化,并采用SDS-PAGE对提取出的蛋白质的相对分子质量进行了分析。结果表明:超声波辐射提取污泥蛋白质的最佳工艺条件是:辐射时间20 min,pH=12,电流强度0.7 A,在此条件下蛋白质提取率可达73%左右,相对分子质量介于32.942×103—569.55×103。因此,超声波辐射替代热搅拌应用于污泥蛋白质的提取是一种切实可行的方法。

  2011年03期 v.39;No.265 63-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 312K]
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• 阴离子交换法去除类人胶原蛋白中的内毒素

  朱晓丽;范代娣;马戎;

  采用响应面法优化阴离子交换层析去除重组类人胶原蛋白(HLC)溶液中内毒素的工艺。利用单因素试验考察HLC质量浓度、NaCl浓度和pH值对内毒素去除率的影响,以内毒素去除率和HLC回收率为指标,对三因素进行中心复合设计,并经响应面法优化,分析得到二次多项式回归方程的预测模型。去除内毒素的最佳工艺条件为:HLC质量浓度0.95 mg/mL,pH值7.6,NaCl浓度50 mmol/L。在该条件下,内毒素的去除率及HLC回收率分别可达到97.92%和98.01%。

  2011年03期 v.39;No.265 67-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 217K]
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环境工程

• MCRC硫磺回收工艺研究与分析

  陈昌介;高艳楠;常宏岗;艾志久;蒋静;

  MCRC硫磺回收工艺属低温吸附技术,过程气在硫露点以下进行反应,在低温反应段,2个反应器分别处于吸附与再生阶段。文中着重介绍MCRC硫磺回收工艺流程,并模拟给定硫磺产量的情况下以及改变酸气入口流量情况下整个流程的硫磺回收率,最高均为99.2%,且可指导现场操作人员,可监测一级反应器出口处H2S与SO2的摩尔比是否为2,来调节燃烧炉中空气流量。

  2011年03期 v.39;No.265 72-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 538K]
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能源工程

• 产氢用铝镓合金的制备技术

  罗晓娜;郭宝明;肖毅;

  为了探索一种新型、快捷、安全的制氢途径,实验以铝、镓为原材料,采用综合热分析仪、温控仪等设备,通过控制保护气体流量、保温时间、降温速率等工艺参数,进行了mg量级和g量级的产氢用铝镓合金的制备;并对合金样品进行了化学成分、熔点等分析。实验结果表明:综合热分析仪制备获得的铝镓合金性能优于温控仪获得的合金性能;采用综合热分析仪,氩气流量大于20 mL/min,铝镓合金熔点温度以上保温4—5 h,采用缓慢冷却可以获得与水反应快速产氢的铝镓合金。

  2011年03期 v.39;No.265 76-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 313K]
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• 柴油微乳液的制备及其性能研究

  陈焕朋;吕效平;韩萍芳;

  介绍了-10#,0#柴油微乳液的组成,确定了柴油、水、表面活性剂的质量配比,采用超声波处理为分散手段制备了微乳化柴油;并将-10#柴油制备的微乳液与0#柴油制备的微乳液作了对比;对制得的微乳化柴油的十六烷值、闪点、密度、黏度、粒径、凝点、热值、胶质质量浓度等理化性能指标进行了测定与分析对比;同时进行了道路实验。研究结果表明:表面活性剂质量分数3%,掺水率(含水质量分数)分别为14%和15%制得的-10#柴油和0#柴油微乳液理化指标均符合燃油国家标准。2种柴油微乳液粒径均在50—70 nm之间,稳定时间均在1 a以上;与-10#柴油相比,0#柴油更易制得微乳液,相同条件下,0#柴油掺水率更高,乳化剂质量分数为3%时可达16%。

  2011年03期 v.39;No.265 79-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 271K]
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煤化工

• 煤制油副产品混合液分离和模拟

  郑伟;张卫江;朱伟娜;

  煤制油过程中会产生大量含有均四甲苯和偏三甲苯的副产品,基于此混合物中各种物质的沸点和熔点的差异,设计了利用精馏和重结晶技术对其进行处理,以山西某煤制油项目的煤制油副产品为原料,利用小型的实验装置处理之后得到均四甲苯和偏三甲苯的质量分数分别达到了99%和94.85%。之后,采用Aspen Plus软件对精馏分离过程进行了模拟计算,设计了三塔精馏分离的工业化实验装置,最后得到的均四甲苯和偏三甲苯的质量分数达到67.52%和98.19%,用甲苯对均四甲苯进行重结晶处理之后,其纯度完全可以达到95%以上。

  2011年03期 v.39;No.265 83-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 269K]
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精细化工

• 超临界辅助雾化法制备壳聚糖/薰衣草精油颗粒

  韩冠鲁;高慧慧;蔡建国;

  为了探索得到可用于芳香纤维用的芳香超细颗粒,采用了以壳聚糖/薰衣草精油为一相,CO2为另一相通过喷嘴雾化(SAA)法制备出壳聚糖/薰衣草精油超细颗粒,考察了物料配比、预膨胀压力、预膨胀温度和溶液流率等工艺参数对所制备的颗粒形貌和粒径的影响;并对颗粒释放的气味进行气相色谱表征,以进行颗粒留香时间的考察。结果表明:降低壳聚糖/薰衣草精油物料质量体积比和预膨胀温度,升高预膨胀压力和溶液流率均有利于制备粒径较小和粒径分布较窄的颗粒。所制备得到的颗粒形态基本呈球形,平均粒径约为2.2μm。颗粒留香时间超过5个月以上,且峰形保持较为完整,说明颗粒具有较好的缓释效果。

  2011年03期 v.39;No.265 87-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 503K]
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工程信息

• 工程建设项目信息

  <正>神华集团将建设煤制20亿m3/a天然气项目,赛鼎工程有限公司(原化工部第二设计院)承担可行性研究。内蒙古呼和浩特市托电工业园区辅酶Q10产业化项目在呼和浩特托电工业园建设,内蒙古国立工程

  2011年03期 v.39;No.265 90页 [查看摘要][在线阅读][下载 136K]
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系统工程

• 特种燃磷塔自然水循环安全校核计算及优化

  王政伟;阚绪恒;宋耀祖;

  通过介绍特种燃磷塔自然水循环系统的结构和原理,阐述了水循环安全校核计算的目的,即得出上升管的循环倍率以及各部分的阻力分布,以校验蒸发受热面的安全可靠性和系统布置的合理性,并根据计算原理和公式进行了实例计算。然后分析了循环倍率的影响因素,得出汽水混合物在上升管中的流型必须为弹状流。提出阻力均衡原理,并计算得出最合理的导汽管直径和数量。最后总结出一些特种燃磷塔自然水循环优化的关键数据,对厂家进行的优化研究有参考作用。

  2011年03期 v.39;No.265 91-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 232K]
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• 基于环境友好的盐酸生产吸收系统研究

  熊洁羽;叶招莲;汪斌;王国军;黄昕;

  针对盐酸生产中吸收系统设置不合理造成环境污染这一技术问题,通过分析工艺及设备结构特点,提出设计方法、数学模型和实验方案,基于环境友好对5种典型吸收系统进行研究。结果表明:二级降膜+尾气吸收系统和二级降膜+尾气吸收塔+水喷射泵吸收系统可满足氯化氢气体的排放标准,综合考虑以二级降膜+尾气吸收系统为最佳,比后者每年可节约生产成本7.68万元,节电9.6×104kW.h,且吸收系统的设计应保证尾气吸收塔操作温度小于40℃。

  2011年03期 v.39;No.265 95-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 225K]
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化工工艺技术及应用

• 黄磷炉渣制取硫酸钙的实验研究

  马艳丽;苏毅;康新颖;査坐统;

  以黄磷炉渣为原料,经HNO3溶液浸出,SiO2以无定形水合二氧化硅的形式分离,钙元素以Ca(NO3)2的形式进入到浸出液,浸出液经H2SO4沉淀,然后经洗涤、干燥可得到优质的CaSO4产品。讨论了H2SO4质量分数、H2SO4与Ca(NO3)2体积比、搅拌速度、反应时间等因素对CaSO4产品质量的影响,采用了FTIR,TG-DTA,XRD等测试方法对CaSO4的表面结构进行了表征。研究表明:产品中CaSO4质量分数达到99.66%,H2O质量分数19.43%,经FTIR,TG-DTA,XRD分析为CaSO4.2H2O产品。最佳工艺条件:H2SO4质量分数20%,H2SO4与Ca(NO3)2体积比0.6∶1,搅拌速度200 r/min,反应时间30 min。

  2011年03期 v.39;No.265 99-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K]
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