一、生产聚合硫酸铁的原料及方法(论文文献综述)
孟文巧[1](2021)在《双极膜电渗析反应器制备聚铁基絮凝剂及安全分析》文中研究表明近年来,随着化学化工工艺的不断发展,水处理技术也在飞速进步。聚铁基絮凝剂作为一种无机高分子絮凝剂也得到了广泛的应用,但是絮凝剂的碱度和安全制备一直是制约其应用的因素。本课题将双极膜电渗析技术的应用推广到化学反应器的层面上,利用电渗析的工艺特征设计了一种电渗析和双极膜电渗析耦合制备聚合硫酸铁的工艺,提高了聚合硫酸铁絮凝剂制备工艺的效率及安全性。主要研究内容如下:(1)利用电渗析技术对溶液的提纯作用制备含高浓度Fe2+和Cl O3-的提纯溶液,实验过程中将一定浓度的Fe SO4·7H2O和KCl O3分别加入到料液罐中,通过改变电流密度和进料浓度考察电渗析过程中的压降变化、电流效率、能耗和浓缩提纯效果,实验结果表明,电流密度为20m A/cm2,Fe SO4·7H2O和KCl O3进料浓度分别为4.2mol/L和0.7mol/L是制备的浓缩提纯溶液的最佳实验条件。(2)利用双极膜电渗析产生H+酸化电渗析工艺中制备的浓缩提纯溶液,从而促进Fe2+的氧化成Fe3+。再利用双极膜上水解离产生的OH-与Fe3+发生水解和聚合以生成液体聚合硫酸铁絮凝剂。研究了电流密度,进料流速和硫酸添加量对电压降、酸室中的p H值、能耗和液体聚合硫酸铁絮凝剂性能的影响,并通过SEM、XRD和FT-IR分析手段对固体产品的微观结构和形貌进行表征与分析。结果显示,当电流密度为20m A/cm2,进料流速为0.2L/min,酸添加量为0.100mol/L时,制备的液体聚合硫酸铁絮凝剂浊度去除能力最强,且制备过程能耗较低,产品的其他指标也在一等品的指标范围内。(3)先采用水热溶剂法制备MIL-53(Fe),采用超声喷涂技术将自制的MIL-53(Fe)添加进磺化聚苯醚中进行喷涂制备改性双极膜,将改性双极膜进行表面形貌SEM、FT-IR测试和膜性能I-V曲线测试。实验结果表明不同的喷涂量和不同的MIL-53(Fe)对膜的电学性能都有一定的影响。(4)将改性双极膜用于双极膜电渗析制备聚合硫酸铁絮凝剂的实验中,测试喷涂量和MIL-53(Fe)的添加量对双极膜电渗析过程的影响,并对制备的聚合硫酸铁絮凝剂的性能及微观结构进行表征与分析。结果表明,当喷涂量为4个单位,MIL-53(Fe)添加量为7%时,改性膜的性能最好,能够降低约10%的能耗。
拜俊岑[2](2020)在《一步法制备固体稀土镧聚合硫酸铁高效絮凝剂及其应用研究》文中进行了进一步梳理以工业绿矾为主要原料,采用“一步法”制备聚合硫酸铁(PFS),通过稀土镧对其进行改性,制备稀土镧聚合硫酸铁(La-PFS)。实验过程通过单因素实验和Box-Behnken实验对原料配比及反应条件进行优化。采用FT-IR法、X射线光电子能谱法、SEM法等技术对稀土絮凝剂的结构进行表征研究,并对合成机理进行初步分析;通过对比稀土镧引入前后物化性质及絮凝效果变化,Fe-Ferron逐时络合比色法对絮凝剂铁形态测定,Turbiscan Lab分散稳定性分析仪对产品稳定性进行测定,探讨絮凝剂性能的优劣和稳定性;通过产品对多种废水除浊效果的研究,初步分析产品的使用条件及适用范围,分析La-PFS的经济效益和社会效益。研究结果表明:1、以“一步法”制备固体La-PFS,在聚合温度为123℃、La/Fe摩尔比为1:105.56、OH-/Fe摩尔比为0.19时所制备的La-PFS对废水除浊率可达到99.41%。絮凝剂性能满足指标(GB-14951-2016)标准;产品稳定较好,固体产品稳定时间达6个月以上。2、稀土镧的引入不仅是简单的混合,通过表征证实镧参与反应抢夺铁离子键位并发生聚合反应,生成镧铁聚合物。镧的特性促使链状结构增强,产品由颗粒聚合而成,其相互联结紧密成网状交联,颗粒聚集成海绵结构,质地较为紧密,聚合度高。3、絮凝过程研究表明,La-PFS絮凝过程中,絮体的平均粒径随时间快速增大,颗粒聚集速率加快。投加自制絮凝剂水体的动力学参数ΔTSI为941.95,明显大于传统PFSΔTSI 732.76,表明水体稳定性较差,易于脱稳并发生沉淀。4、La-PFS对造纸废水处理研究:投加量为320 mg·L-1、絮凝沉淀时间为5 min时,浊度去除率可基本达70%。沉淀时间为10 min时,CODcr、色度去除率分别可到35%和32%;La-PFS对暴雨洪水处理研究:p H的适用范围为4~9;在投加量为300 mg·L-1、絮凝沉淀时间为15 min、p H值为6时,暴雨洪水浊度去除率基本达到最优值99.34%。
董子龙[3](2020)在《选择性聚团法制备超纯煤的工艺优化及机理研究》文中研究说明近年来,随着环境保护力度的增加,煤炭清洁高效利用成为煤炭长期发展的目标。超纯煤是一种矿物质含量极少的洁净煤,其附加值高,无论从未来煤基材料的大量需求,还是环境生态高品质要求,发展超纯煤势在必行,所以,寻求一种有效制备超纯煤方法迫在眉睫。目前,制备超纯煤的方法主要分为化学法、物理法和物理化学法。化学法对设备腐蚀严重,而且对煤基结构造成一定的破坏,制备过程能耗高。物理法制备的超纯煤灰分较高。通过对比发现选择性聚团法制备超纯煤具有一定的优势,但是,该方法的缺点是产率低,限制了选择性聚团法制备超纯煤的发展。本文研究的问题是如何提高选择性聚团过程中的精煤产率和降低精煤灰分,从而提高此工艺制备超纯煤的优势。为探索选择性聚团法制备超纯煤的工艺条件,选取太西、阳泉和大峪沟煤作为研究对象,利用球磨机将煤粒度研磨至15 μm以下,采用选择性聚团法考察了研磨时间、捕收剂(煤油)、起泡剂(仲辛醇)、无机电解质(氯化铝、硫酸铁、氯化铁)、无机聚合电解质(聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合硅铝)、搅拌强度、分散剂和调整剂(醋酸、丙酸、丁酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸和乙二胺四乙酸)对精煤灰分和产率的影响。运用响应面法优化了选择性聚团制备超纯煤的工艺条件,利用正交设计优化了选择性聚团酸碱耦合工艺。采用DLVO理论探讨了在选择性聚团中添加无机聚合电解质时,煤与矿物质的作用机理。利用Materials Studio软件构建了无烟煤结构,并且对煤油/水/无烟煤体系进行了动力学模拟。为生产超纯煤提供理论支撑和工艺技术参数。借助X射线衍射仪(XRD)、X射线荧光光谱仪(XRF)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和扫描式点子显微镜-X光微区分析仪(SEM-EDS)系统分析煤样表面性质和组成,利用显微镜测定煤的显微组分以及煤的镜质体反射率。通过Zeta电位仪测量煤和矿物质在水中的Zeta电位值,接触角测试仪测定煤和矿物质的接触角。通过工业分析仪分析煤的水分和灰分。运用激光粒度仪测定煤的粒度。通过借助以上方法分析研究取得了如下结论。1.研究对比了氯化铝、质量分数26%和质量分数29%的聚合氯化铝对分选效果的影响。结果表明,相同药剂用量下,添加聚合氯化铝比氯化铝的浮选精煤产率提高了 19.38%,精煤灰分降低了 0.18%。添加质量分数26%聚合氯化铝比质量分数29%聚合氯化铝脱灰效果好。当煤油用量为1.19 kg·t-1、仲辛醇用量为0.40kg·t-1、聚合氯化铝用量为50g·t-1时,分选出的超纯煤灰分达到0.64%,精煤产率为68.91%。发现M曲线的评价结果与实验结果一致。聚合氯化铝和氯化铝对煤中矿物质的脱除具有促进作用,低用量条件下聚合氯化铝分选效果优于氯化铝。2.研究对比了聚合硫酸铁和硫酸铁分选效果的影响,另外还考察了聚合硫酸铁用量、聚合硫酸铁与聚合氯化铝混合用量对精煤灰分和产率的影响。结果表明,在同等药剂用量下,聚合硫酸铁与硫酸铁相比,添加聚合硫酸铁的分选效果优于硫酸铁。添加PSB(聚合硫酸铁与质量分数29%的聚合氯化铝混合药剂)的分选效果优于与PSA(聚合硫酸铁与质量分数26%的聚合氯化铝混合药剂),通过M曲线评价得出添加聚合硫酸铁的分选效果优于硫酸铁,添加PSB的分选效果优于与PSA,结果与实验结果一致。无机聚合电解质(聚合氯化铝和聚合硫酸铁及混合物)可以应用在选择性聚团法中制备超纯煤。在煤油用量为1.19kg·t-1、仲辛醇用量为0.4 kg·t-1和研磨时间为30min的条件下,当PSB用量为287.87 g·t-1时,分选出的超纯煤灰分达到0.63%,精煤产率为66.84%。3.随着聚合氯化铝用量的增加,煤的Zeta电位值不断增加,由-28.7mV增加到-20.63mV。精煤灰分逐渐升高,精煤灰分含量从0.64%增加到0.84%。随着聚合硫酸铁用量的增加,Zeta电位呈现先减少后增加的趋势,由-21.4 mV减少到-25.4 mV后增加到-14.3 mV。精煤灰分含量先由0.76%降低到0.64%再增加到0.92%。结果表明,精煤灰分的变化趋势与电位变化趋势保持一致。说明聚合氯化铝水解生成各种聚合羟基亚稳形态,包括Al(OH)2+、Al(OH)2+、Al3+、Al2(OH)24+、Al3(OH)25+和Al13(OH)27+等正离子,聚合硫酸铁溶液中会产生Fe3+和FeOH2+等阳离子。这些正电荷中和了煤和无机矿物质表面负电荷,导致无机矿物质的双电层压缩,无机矿物质颗粒间发生团聚,减少了无机矿物质对煤颗粒表面的罩盖,从而降低了精煤灰分。同时,提出了无机聚合电解质的网捕作用和吸附作用,对DLVO理论做了补充。4.研究了分散剂(六偏磷酸钠)用量、煤油用量、有机调节剂(醋酸、丙酸、丁酸、马来酸、富马酸和乙二胺四乙酸)和搅拌速度对太西煤精煤灰分和精煤产率的影响。结果表明,分散剂可以应用在选择性聚团法中降低超纯煤灰分,发现乙酸和丙酸作为调整剂可以提高超纯煤的产率,并且不增加超纯煤的灰分。乙酸作为调整剂,精煤产率提高了 19.42%,原煤灰分含量由2.58%降低至0.65%。在六偏磷酸钠用量、搅拌速度、煤油用量分别为1.0g·t-1、1962rpm、1.19 kg·t-1时,选择性聚团法制备的超纯煤最佳,精煤灰分为0.53%,精煤产率可达到40.57%。改变药剂制度,能够获得灰分含量更低的超纯煤,其灰分含量为0.41%。提出了先分散降灰后微泡聚团增产超纯煤的有效方法,同时得到了一种微泡浮选的方法,能够用于细粒煤矿物分离。进一步提出了原位选择性分散微泡聚团制备超纯煤的新工艺,并从理论上论证这一工艺的可行性。5.以聚合硫酸铁为例,采用响应面法对选择性聚团工艺条件进行优化,针对本工艺提出了分级浮选动力学方程,建立了精煤产率、精煤灰分和精煤动力学常数三个指标的回归方程,为实际生产提供理论依据和技术参数。提出了选择性聚团-酸碱耦合脱灰新工艺,确定了工艺条件在酸浓度为1.2mol·L-1,酸量为45ml,温度为80℃,反应时间为60min,碱浓度为5%,碱浸时间为60 min,碱浸温度为200℃时,煤灰分达到最低,脱灰效果最优。灰分由最佳结果0.41%降低到0.05%。选择性聚团-酸碱耦合脱灰工艺获得的超纯煤灰分已达到无灰煤水平。6.明确了无机聚合电解质应用在选择性聚团中的机理,提出了先分散降灰后聚团增产制备超纯煤的理论。接触角测定证明添加聚合氯化铝后煤表面疏水性增强,人工矿物表面亲水性增加,煤与人工矿物表面差异性增大,说明聚合氯化铝有助于煤与无机矿物质的分离。根据DLVO理论计算,添加聚合氯化铝后,聚合氯化铝对煤与蒙脱石分离具有促进作用。对煤与赤铁矿分离失去选择性。添加聚合硫酸铁后,煤聚团效果增强,增加了精煤的产率。加入聚合硫酸铁后,随着颗粒间距离靠近,石英与赤铁矿斥力作用先减少后增加,说明聚合硫酸铁对石英和赤铁矿分离具有选择性。扩展DLVO理论计算表明,当加入聚合氯化铝和醋酸后作用引力增加,颗粒间聚团效果增强,这与粒度分析结果一致。7.通过MS软件建立了无烟煤和煤油模型,模拟了煤油/水/煤体系的能量变化。结果表明,粗糙度越小表面越疏水,少量的煤油疏水性优于大量煤油,调整剂疏水性:丙酸>醋酸>丁酸,这一结果与实验值相符。说明了酸类调整剂分子与煤分子之间的相互作用强弱顺序为少量煤油>大量煤油;丙酸>醋酸>丁酸;20个丙酸分子>40个丙酸分子。不同调整剂体系中煤油分子的MSD曲线斜率大小近似顺序:丙酸/小量煤油>醋酸/少量煤油>丁酸/少量煤油>少量煤油>大量煤油,说明三种酸类调整剂吸附速率的顺序为丙酸>醋酸>丁酸。添加调整剂后相互作用能由强到弱顺序:丁酸>醋酸>丙酸,20个丙酸分子>40个丙酸分子。与实验结果对照发现,相互作用能较弱有利于浮选。介绍了 Spoelstra油团聚模型,并根据模型应用Matlab软件计算相应系数求得油与煤润湿过程油量变化的模型。
刘霜[4](2019)在《聚合硫酸铁钛复合混凝剂的研制及处理印染废水的试验研究》文中进行了进一步梳理通过优化单因素法,制备出了聚合硫酸铁钛复合混凝剂(PFTS),常用的表征手段(FT-IR、XRD、SEM、Fe-Ferron)用于分析PFTS的特征结构,X射线光电子能谱分析(XPS)用于获得铁、钛间的协同作用机理;处理水样为某印染厂的综合排放水,产品投加量和水样pH值作为考察影响混凝效果的两种因素,混凝效果的比较对象为三种市售混凝剂(PFS、Ti(SO4)2、CPAM);最后分析了絮体粒径(d50)、分形维数(Df)和沉降速度,从微观层面探讨了絮凝机理。本课题试验内容和试验结论如下:(1)PFTS通过酸浸氧化和碱聚阶段制备而得,制备条件主要考察了反应时间、氧化剂投加速率、SO42-/Fe、NO3-/Fe、Ti/Fe、PO43-/Fe、OH-/Fe物料比,最终选定的制备条件为,反应时间80min,浓硝酸滴加率4ml/min,SO42-/Fe、NO3-/Fe、Ti/Fe、PO43-/Fe、OH-/Fe物料比分别为0.35、0.45、1:8、0.25、0.10时,自制PFTS混凝效果最佳;(2)FT-IR分析结果表明,PFTS中含有聚合结构Fe-O-Fe、Ti-O-Fe、Fe-P、Ti-P等;XRD分析结果表明,新的晶体结构生成,呈复杂的多核羟基立体结构;XPS分析结果表明,PFTS是部分Ti原子取代产物羟基结构的Fe和P原子,形成Fe、Ti、O、P四种原子相互交联的复杂水解产物;Fe-Ferron分析结果表明,Ti/Fe比为0.125时,Feb含量最高,代表其混凝效果最好;SEM分析结果表明,PFTS具有三维空间褶皱结构,表现更大的比表面积和空隙率,混凝性能比具有平滑表面的PFS更好。各种结构表征进一步说明,引入钛离子提高了铁聚合态的优势。(3)针对影响混凝效果的两种因素(产品剂量和pH值)的试验结果表明,当PFTS剂量为25mg/L时,UV254去除率最高为86.6%,色度去除率最高为89.0%;当PFTS剂量为30 mg/L时,CODCr、氨氮、浊度去除率最高分别为84.2%、41.1%、98.3%;余铁含量基本低于生活饮用水标准(0.3 mg/L);实际印染废水的pH落入PFTS适应的pH值范围,考虑实际应用时,无需额外调节水样的pH值。(4)四种混凝剂(PFTS、PFS、PTS、CPAM)处理印染废水的絮凝效果被分析。四中混凝剂计量分别为25.0mg/L、30.0mg/L、40.0mg/L、30.0mg/L时,印染废水UV254的最高去除率对应为86.6%、75.0%、80.2%、82.4%;四中混凝剂剂量分别为30.0m g/L、35.0m g/L、35.0m g/L、30.0m g/L时,印染废水CODCr的最高去除率对应为84.2%、75.3%、62.9%、73.2%;氨氮的去除效果不太理想,在30%左右;浊度和色度的去除效果,以PFTS的混凝表现最优。综合考虑,自制PFTS的混凝效果在较低的投量下便能实现,更高效,为实际混凝应用提供一定参考。(5)测定絮体特征(絮体粒径、分形维数、沉降速度),以此总结和归纳实验室自制的PFTS的絮凝机理。絮体特征分析结果表明,引入钛离子使得改性聚合硫酸铁具有更强的电中和能力、吸附能力和网捕卷扫作用,产品投量与主导的混凝性能密切相关,从主导混凝性能的电性中和作用逐步过渡到电性中和和吸附网捕共同发挥混凝性能的过程,PFTS的混凝过程具有多样性,并不是某一机制单独起作用,从而表现优异的凝聚污染颗粒的效果。
吕燕[5](2019)在《双极膜电渗析处理氯化铵废水和制备高盐基度聚合硫酸铁的应用研究》文中认为氯化铵废水普遍存在于纳米级超细碳酸钙生产行业、纯碱行业、稀土工业和化肥工业等行业中。这些废水直接排放不仅会浪费大量可回收资源,还会造成一些环境问题,如水体的富营养化、藻类过度繁殖,所以对其有必要进行处理。现有的氯化铵废水的处理方法包括:结晶、蒸发、分解、纳米过滤和生物降解,但存在二次盐污染、成本高、操作复杂等问题。此外,随着我国化工行业的不断发展和人民生活水平的逐步提升,工业废水和生活污水的排放量与日俱增。如何高效处理工业废水、生活污水从而回收利用水资源受到人们的广泛关注,并且对絮凝剂的性能提出了更高的要求。聚合硫酸铁(PFS)是一种分子量高达105的铁基聚合物絮凝剂,在COD、BOD、浊度、重金属和颜色的去除方面效果优良,且对温度和pH值不敏感,一般来说,其盐基度越高,絮凝效果效果越好。双极膜电渗析(BMED)是双极膜和电渗析的有机结合体。其中,双极膜是一种特殊的复合膜,它由阴离子交换膜层、阳离子交换膜层和中间层组成。在直流电场的反向偏压下,双极膜可将H2O解离成H+和OH-,而不需要添加任何化学试剂。本论文中,针对氯化铵废水的处理和高盐基度聚合硫酸铁的制备,展开了BMED法的研究工作:1.采用BP-A构型的BMED膜堆处理氯化铵废水并将其转化为盐酸和氨水,以克服常规处理方法的局限性。首先,考察了不同的商业阴离子交换膜(TWEDA2、AMV、JAM-II和CJMA-2)和双极膜(BP-1、BPM-I和FBM)对BMED过程性能的影响,结果显示:综合考虑到工艺性能(最终的盐酸溶液浓度和最终的盐室溶液电导率)、过程能耗和总过程成本,阴离子交换膜AMV和双极膜BPM-I被认为是相对最佳的膜。其次,通过改变电流密度、NH4Cl溶液的初始浓度和盐酸溶液与NH4Cl溶液的初始体积比来优化BMED工艺,结果显示:当电流密度从70 mA/cm2增加到90 mA/cm2时,过程能耗从1.51增加到2.83kW·h/kg HCl,最终的盐酸溶液浓度从2.45增加到2.84 mol/L,总过程成本最高可达0.80$/kg HCl(70 mA/cm2);增加NH4Cl溶液的初始浓度会增加过程能耗、最终的盐酸溶液浓度和总过程成本;随着初始体积比从0.5增加到1.0,过程能耗在1.46和1.62 kW·h/kg HCl之间变化,最终酸浓度从1.95提高到2.71mol/L,而总过程成本从0.63降低到0.42$/kg HCl。综上,分析这些实验结果可得出最佳操作条件是:电流密度为80 mA/cm2,初始NH4Cl浓度为1 mol/L,酸溶液和NH4Cl溶液的初始体积比为0.670.83。2.采用BP-A构型的BMED膜堆连续制备高盐基度PFS,主要考察了电流密度、原料补充液中硫酸亚铁和硫酸的摩尔进料比以及原料补充液的流速对产品PFS各性能指标(盐基度、全铁含量、pH值、密度等)和过程能耗的影响。结果显示:电流密度从10增加到20 mA/cm2时,盐基度从8.59%显着增加到11.32%,去浊率从84.31%逐渐增加到95.34%,但当电流密度大于20 mA/cm2时,盐基度和去浊率稍有下降,过程能耗最高可达4.26 kW·h/kg H2SO4,酸液罐最终酸浓度最高可达0.45 mol/L;原料补充液中硫酸亚铁和硫酸的摩尔进料比从2.01增加到4.08时,盐基度从8.69%增加到11.38%,去浊率从94.96%逐渐增加到95.88%,过程能耗在3.053.15 kW·h/kg H2SO4范围内变化,酸液罐最终酸浓度约为0.38 mol/L;原料补充液流速从1增加到3 mL/min时,盐基度从11.52%下降到6.75%,去浊率从95.92%逐渐降低到75.61%,同时,过程能耗从3.09下降到2.77 kW·h/kg H2SO4。总之,本文提出了一种简单、绿色、高效的处理氯化铵废水和制备高盐基度PFS的方法。在实验室研究规模下,成功地处理了一定浓度的氯化铵废水和制备了合格PFS的产品。为了进一步将该处理和制备方法应用于工业生产中,一方面需要开发性价比较高的离子交换膜,另一方面还需将实验装置放大,进行中试生产研究。
王思鼎[6](2019)在《钢铁行业除尘灰脱除模拟烟气中的二氧化硫及制备聚合硫酸铁的研究》文中研究说明本文首先分析了各种常见的二氧化硫脱除技术,提出了以除尘灰作为脱硫剂的方法;采用了多种表征手段对除尘灰的物相以及成分进行了分析,另外又通过实验对反应后上清液合成聚合硫酸铁的可能性进行实验验证.为了考察炼铁烧结除尘灰作为脱硫剂的效果,研究了除尘灰湿法脱硫过程中固液比、氧气含量、吸收剂温度、气体流速、进口二氧化硫浓度、搅拌速率6个因素对脱除二氧化硫效率的影响效果。通过单因素实验,以脱除二氧化硫效率大于90%的时间作为指标对效果进行分析。结果表明:最佳反应温度为25℃;随着温度不断升高,二氧化硫溶解度持续降低,脱硫剂对二氧化硫脱除能力降低;气体流量增加,二氧化硫在吸收剂中停留时间变短,导致脱除率降低;固液比增加,二氧化硫与除尘灰接触率也随之增大,脱除二氧化硫脱除率也增大;进口二氧化硫质量浓度提高消耗液相中的OH-增加使反应速率减慢,不利于对二氧化硫的去除。另外二氧化硫浓度增加则溶解分数减小,吸收率也会随之降低;搅拌速度的加快使得气泡破碎加重,增加了气液接触面积,使烧结灰均匀的悬浮在液相中,与溶液中的二氧化硫迅速反应,有利于二氧化硫的吸收。氧气含量增加,有利于氧气的溶解,增加了化学反应的推动力,有利于二氧化硫吸收反应的进行。除尘灰对含二氧化硫气体具有较好的脱硫效果,有一定的应用前景。以除尘灰脱硫上清液为基础,并以硫酸亚铁及硫酸补充硫酸根,通过过氧化氢进行氧化制备聚合硫酸铁。通过调整反应温度,反应物投加速率等因素实现对亚硫酸铁氧化为硫酸铁以及硫酸铁聚合的控制。
路达[7](2014)在《聚合硫酸铁和聚硅硫酸铁制备及有机改性研究》文中进行了进一步梳理混凝技术是水处理中的一项重要技术。高效混凝剂是提高水处理效果和节约水处理成本的关键。铁盐复合混凝剂因其优良的混凝性能和较宽的适应范围成为国内外无机高分子混凝剂的开发热点。但是受到铁本身性质的影响,铁基高分子混凝剂在实际应用中仍然存在一些问题,如分子量较小、稳定时间短、混凝性能较有机高分子混凝剂差等。为提高聚合硫酸铁的分子量,本论文采用加碱和氧化两种方法,制备了不同结构和性能的聚合硫酸铁,并以聚合硫酸铁和聚硅酸为原材料制备了复合混凝剂聚硅硫酸铁(PFSS),对共聚和共混两种方法制备的聚硅硫酸铁进行结构表征和混凝性能测试;同时,本论文再分别以聚合硫酸铁和聚硅硫酸铁为原料与聚丙烯酰胺进行复合,得到聚合硫酸铁-聚丙烯酰胺(PFS-PAM)和聚硅硫酸铁-聚丙烯酰胺(PFSS-PAM)两类铁基无机-有机复合混凝剂,研究PFS-PAM和PFSS-PAM中有机组分含量对铁的形态分布、电位、混凝性能和余铁含量的影响,明确复合混凝剂与PFS及PFSS在混凝效果和稳定性能上的差异,揭示无机-有机组分在复合混凝剂中的作用及混凝机理。主要研究结果如下:(1)采用正交分析法对碱法制备聚铁(APFS)和氧化法制备聚铁(OPFS)进行最佳合成条件实验,APFS的最佳合成条件为20%的硫酸铁溶液20℃下加碱合成,20℃下熟化4h;OPFS的最佳合成条件为45%的硫酸亚铁溶液在20℃下合成,20℃下熟化6h。对比两类混凝剂,它们有相同的价键,价键排列方式和聚合程度不同,表现出混凝性能不同。因此得出APFS与OPFS为性能不同的两种混凝剂。(2)采用正交分析法确定共混碱法制备聚硅硫酸铁(APFSSm)和共聚碱法制备聚硅硫酸铁(APFSSc)的最佳合成条件。APFSSm的制备条件为聚硅酸45。C活化1h,与APFS混合后在45℃下熟化2h。APFSSm急定性随铁硅比增加增强,随盐基度的增加而减弱,去浊能力有较大的提高。在盐基度为0.1,铁硅比为1.0时最佳。APFSSc为,聚硅酸45℃活化1h,与硫酸铁混合,加入氢氧化钠,然后50℃下熟化2.5h。稳定性随着盐基度的降低和铁硅比的增加而增加。絮凝性能在盐基度为0.1,铁硅比为1.0是最佳。对比APFSSm与APFSSc,二者组成价键一致,由于组合方式不同,表现为结构上的差异和混凝性能的不同,APFSSc的絮凝性能和稳定性更强。(3)采用正交分析法确定共混氧化法制备聚硅硫酸铁(OPFSSm)和共聚氧化法制备聚硅硫酸铁(OPFSSc)的最佳合成条件。OPFSSm的制备条件为聚硅酸50℃活化1h,与OPFS混合,50℃熟化2h。稳定性在盐基度为0.1,铁硅比为1.0时达到最佳。絮凝性能随盐基度的减小而增加,随铁硅比的增加先升后降,在铁硅比为1.5时达到最佳。共聚法OPFSSc的最佳合成条件为聚硅酸在45℃活化2h,与硫酸亚铁混合,加入双氧水,然后40℃熟化2.5h。OPFSSc稳定性随盐基度的减少而增加,随铁硅比的增加而增加。去浊性能在盐基度为0.1,铁硅比为1.0时达到最大。比较OPFSSm和OPFSSc, OPFSSc具有更佳的絮凝性能。(4)通过与多种有机高分子水溶物混合复合,确定非离子型聚丙烯酰胺为改性碱法聚合硫酸铁的有机高分子物质。对碱法制备的聚合硫酸铁改性得到APFS-PAM,去浊能力增加。最佳配制比例为APFS:PAM=1000。改性氧化法聚合硫酸铁的有机高分子物质为非离子型聚丙烯酰胺。改性比例OPFS:PAM从20至2000。且OPFS:PAM为1000时去浊效率最高为99.7%。比较OPFS-PAM与APFS-PAM, APFS-PAM表现出较强的去浊絮凝性能,OPFS-PAM表现出较强的COD去除性能。(5)采用混合复配法,确定非离子型聚丙烯酰胺为改性碱法制备的聚硅硫酸铁(APFSS)的有机高分子物质。其稳定性随APFSS:PAM的减小而增加,去浊性能随APFSS:P AM的增大而增加。去除COD能力比APFSS有了较大的提高,在APFSS:PAM为100时,达到26.7%。非离子型PAM可以与氧化法聚硅硫酸铁共溶,得到有机复合絮凝剂OPFSS-PAM。OPFSS:PAM在20到2000范围内。稳定性和絮凝性能比OPFSS均有提高,稳定时间随OPFSS:PAM的增大而增加,去浊性能随OPFSS:PAM的增大而增加,COD的去除性能在OPFSS:PAM=1000达到最大50.0%。比较APFSS-PAM, OPFSS-PAM具有更强的稳定性能和絮凝性能。综上所述,本论文针对聚合硫酸铁混凝剂的有机和无机复合改性,结合无机高分子和无机-有机聚合等领域相关技术,合成了PFSS、PFS-PAM和PFSS-PAM三种铁基复合混凝剂,确定了复合混凝剂与PFS在结构特征和混凝性能的差异,初步揭示了复合混凝剂中复合组分相互作用的混凝机理,为高效的铁基复合混凝剂的制备提供理论基础和应用价值。
马寒峰[8](2013)在《聚合硫酸铁的制备及其优化工艺研究》文中研究表明聚合硫酸铁是一种无机高分子絮凝剂,广泛应用于工农业废水、生活污水的净化处理。近年来,随着工农业的快速发展和人们生活水平的提高,污水排放量与日俱增,絮凝剂的市场需求量正在逐年增加,因此研究聚合硫酸铁的新型制备方法,开发简便、节约能源、环境友好的新型生产工艺具有重要理论意义和实际应用价值。为此,本文选用工厂废弃物铁泥为最初原料,先经处理得到硫酸亚铁溶液,通过几种方法的对比研究,选择出一种简单、节能、低成本的方法,在此基础上对聚合硫酸铁的制备进行系统研究。探索了原料成分、反应试剂、催化剂等对反应的影响规律,系统研究了物质配比、反应温度、反应时间、加料过程控制等对产品质量的影响规律,为制备工艺方法的确定提供了理论依据,用优化后的工艺方法成功制备出了符合国家标准的聚合硫酸铁产品。利用XRD、红外光谱、透射电镜、扫描电镜等仪器分析了聚合硫酸铁的结构,观察到其内部形貌。在上述工作基础之上,结合生产实际需要,对有废弃铁泥的某化工厂生产过程进行实地考察,并结合该工厂的生产工艺条件,设计出一条处理废弃铁泥的工艺路线,通过实验室模拟工业化生产过程,探索出以此工艺所得废弃物为原料来制备聚合硫酸铁的物质配比、反应条件、加料过程等,为今后连续工业化处理含铁废弃物打下坚实基础。聚合硫酸铁是一种混凝性能特别优良的絮凝剂,对污水处理有非常好的效果。对实验室制备的聚合硫酸铁分别做了去浊实验和去除COD实验。结果显示,实验室所得聚合硫酸铁对污水的所测指标都有比较理想的去除能力。
张瑛洁,杨榕,曹天静,李大鹏,徐淑芬,廖霞,马军[9](2011)在《聚合硫酸铁的制备及改性研究进展》文中指出聚合硫酸铁是一种铁系无机高分子絮凝剂,具有良好的絮凝和吸附作用,广泛用于饮用水、生活污水和工业废水的处理中。综述了聚合硫酸铁的制备方法和特点,以及改性聚合硫酸铁的研究现状与发展趋势。
何卓[10](2011)在《硫铁矿废水及处理污泥的资源化利用研究》文中认为硫铁矿废水系硫铁矿开采过程中或闭矿后产生的含铁量高、酸性强的天然废水,硫铁矿废水处理污泥系中和法处理硫铁矿废水产生的富铁污泥。硫铁矿废水及处理污泥的资源化利用,不仅可以解决其污染问题,同时可充分利用其铁资源,具有重要的现实意义。本论文探索性地研究了以硫铁矿废水为原料制备纳米铁黑颜料、以硫铁矿废水及处理污泥为原料制备聚合硫酸铁工艺流程的可行性及最佳工艺条件。硫铁矿废水预处理除铝后作为二价铁源,添加一定量的氯化铁作为三价铁源,以化学共沉淀法制备纳米铁黑颜料。结果表明:在反应溶液nFe3+/nFe2+为1.95、反应温度55℃、反应溶液初始pH值8.5、反应时间40 min的最优工艺条件下,能制备得到较高品质的纳米铁黑颜料。经XRD、SEM及铁黑颜料技术指标检测分析,该铁黑颜料平均粒径在16.6 nm左右,Fe3O4含量在90%以上,各项指标均能达到氧化铁黑颜料行业标准中一级品的要求。在最优工艺条件的基础上,在搅拌速度250 r/min、沉淀剂氢氧化钠质量浓度7.5%、分散剂柠檬酸(质量浓度1%)投加量1.0 mL的条件下,能制备得到高着色力铁黑颜料。经XRD、SEM分析,Fe3O4粒子之间团聚现象明显改进,粒径也有一定程度的减小。用硫铁矿废水与浓硫酸的混合液(体积比9:1)提取污泥中铁元素,在混合液与干污泥的体积质量比3.4:1,酸溶时间15 min,酸溶温度65℃的条件下,污泥中铁的提取效果较好。离心分离后的污泥提取液,经过氧化聚合制备聚合硫酸铁。结果表明,在反应溶液初始pH值0.9,反应温度40℃,反应时间2 h,氧化剂投加量为理论投加量2倍的条件下,制备得到的聚合硫酸铁质量最好;对印染废水的混凝沉淀实验发现其混凝沉淀效果已达到市售聚合硫酸铁水平。
二、生产聚合硫酸铁的原料及方法(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、生产聚合硫酸铁的原料及方法(论文提纲范文)
(1)双极膜电渗析反应器制备聚铁基絮凝剂及安全分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.1.1 水资源和水污染状况 |
1.1.2 水处理方法简述 |
1.2 电渗析技术概述 |
1.2.1 电渗析技术的基本原理 |
1.2.2 电渗析技术的发展概况 |
1.2.3 电渗析技术的核心组件 |
1.2.4 电渗析技术的应用 |
1.3 双极膜电渗析技术概述 |
1.3.1 双极膜电渗析技术的基本原理 |
1.3.2 双极膜电渗析技术的发展概况 |
1.3.3 双极膜电渗析技术的核心组件 |
1.3.4 双极膜电渗析的应用 |
1.4 聚铁基絮凝剂的概述 |
1.4.1 聚合硫酸铁絮凝剂的发展概况 |
1.4.2 聚合硫酸铁絮凝剂的传统制备方式及工艺存在的问题 |
1.5 双极膜的制备与改性 |
1.5.1 双极膜的制备工艺 |
1.5.2 双极膜的改性方法 |
1.5.3 双极膜的水解离机理 |
1.5.4 金属-有机框架化合物概述 |
1.5.5 超声喷涂技术 |
1.6 论文研究目的、意义、研究内容和创新性 |
1.6.1 论文的研究目的、意义 |
1.6.2 论文的研究内容和创新性 |
第二章 双极膜电渗析反应器制备聚铁基絮凝剂及性能测试 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 实验装置示意图 |
2.3 主要实验步骤 |
2.3.1 液体聚合硫酸铁絮凝剂性能的表征 |
2.3.2 固体聚合硫酸铁絮凝剂性能的表征 |
2.3.3 离子浓度变化情况和能耗的计算 |
2.4 实验结果与讨论 |
2.4.1 电渗析工艺制备浓缩提纯溶液 |
2.4.1.1 电流密度的影响 |
2.4.1.2 进料浓度的影响 |
2.4.2 双极膜电渗析工艺制备液体聚合硫酸铁絮凝剂 |
2.4.2.1 电流密度的影响 |
2.4.2.2 进料流速的影响 |
2.4.2.3 硫酸添加量的影响 |
2.4.3 固体聚合硫酸铁絮凝剂的表征测试 |
2.5 本章小结 |
第三章 MIL-53(Fe)改性双极膜制备聚铁基絮凝剂 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 实验仪器 |
3.3 主要实验步骤 |
3.3.1 MIL-53(Fe)的制备与表征 |
3.3.2 磺化聚苯醚的磺化度测试 |
3.3.3 改性双极膜的制备 |
3.3.4 双极膜的相关表征 |
3.3.4.1 双极膜的表征测试 |
3.3.4.2 改性双极膜的I-V曲线测试 |
3.3.4.3 双极膜电渗析性能测试 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 MIL-53(Fe)的表征测试 |
3.4.2 磺化聚苯醚磺化度测定 |
3.4.3 改性双极膜的表征测试 |
3.4.4 改性双极膜的I-V曲线 |
3.4.4.1 不同喷涂量的I-V曲线 |
3.4.4.2 不同添加量的I-V曲线 |
3.4.5 改性双极膜在双极膜电渗析工艺中的影响 |
3.4.5.1 喷涂量对工艺的影响 |
3.4.5.2 添加量对工艺的影响 |
3.4.6 固体聚合硫酸铁絮凝剂的表征测试 |
3.5 工艺过程安全分析 |
3.6 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(2)一步法制备固体稀土镧聚合硫酸铁高效絮凝剂及其应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 絮凝定义及絮凝剂分类 |
1.1.1 絮凝的定义 |
1.1.2 絮凝剂的分类 |
1.2 絮凝剂的絮凝机理 |
1.2.1 压缩双电层理论 |
1.2.2 吸附电中和作用 |
1.2.3 吸附架桥作用 |
1.2.4 卷扫网捕作用 |
1.2.5 复配效应 |
1.3 絮凝剂的研究与发展 |
1.3.1 无机高分子絮凝剂 |
1.3.2 有机絮凝剂 |
1.3.3 微生物絮凝剂 |
1.4 稀土的性质以及在水处理中的应用 |
1.4.1 稀土的现状 |
1.4.2 稀土的性质 |
1.4.3 稀土在水处理中的发展与应用 |
1.5 本课题主要研究内容及研究意义 |
1.5.1 研究目的 |
1.5.2 研究内容 |
1.5.3 研究意义 |
1.5.4 课题创新 |
1.5.5 技术路线 |
第二章 实验材料及原理方法 |
2.1 实验设备与试剂 |
2.1.1 絮凝剂制备实验装置 |
2.1.2 实验设备 |
2.1.3 实验材料 |
2.2 合成原理及流程 |
2.2.1 合成原理 |
2.2.2 La-PFS合成流程示意图 |
2.3 实验的准备 |
2.3.1 绿矾前期处理 |
2.3.2 模拟废水配置 |
2.3.3 絮凝实验操作 |
2.4 指标测定与分析方法 |
2.4.1 全铁含量的测定 |
2.4.2 还原性物质(以Fe~(2+)计)含量 |
2.4.3 盐基度的测定 |
2.4.4 Ferron逐时络合比色法 |
2.4.5 紫外光谱分析 |
2.4.6 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析 |
2.4.7 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
2.4.8 扫描电镜(SEM)分析 |
2.4.9 絮凝剂的性能指标规范对比 |
第三章 La-PFS的合成及其性能研究 |
3.1 La-PFS的合成 |
3.1.1 稀土镧的加入顺序单因素实验 |
3.1.2 镧铁摩尔比单因素实验 |
3.1.3 反应温度单因素实验 |
3.1.4 OH~-/Fe单因素实验 |
3.2 制备条件对制备工艺研究的影响 |
3.2.1 稀土镧的加入顺序对La-PFS的影响 |
3.2.2 镧铁摩尔比对La-PFS的影响 |
3.2.3 反应温度对La-PFS的影响 |
3.2.4 OH~-/Fe摩尔比值对La-PFS的影响 |
3.3 La-PFS最佳制备工艺的确定 |
3.3.1 Box-Behnken优化实验 |
3.3.2 Box-Behnken实验结果分析 |
3.3.3 模型实验验证 |
3.4 本章小结 |
第四章 稀土镧改性自制PFS絮凝剂的水解形态及结构表征 |
4.1 Ferron逐时络合比色法测定Fe(Ⅲ)形态分析 |
4.1.1 铁的标准曲线 |
4.1.2 稀土镧对铁形态的影响分析 |
4.1.3 La-PFS与 PFS中铁形态对比分析 |
4.1.4 La-PFS与 PFS产品的稳定性比较 |
4.2 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析 |
4.3 扫描电镜法(SEM)分析 |
4.3.1 PFS和 La-PFS扫描电镜对比分析 |
4.3.2 La-PFS扫描电镜结果分析 |
4.4 X射线光电子能谱仪(XPS)分析 |
4.5 稀土镧对PFS改性原理及结构形态分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 La-PFS絮凝剂的体系稳定动力学研究 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 主要试剂与仪器 |
5.1.2 实验用水水质 |
5.1.3 实验方法 |
5.2 絮凝稳定性分析 |
5.2.1 TURBISCAN LAB分析仪运行原理 |
5.2.2 测定方法 |
5.2.3 曲线分析 |
5.3 La-PFS絮凝剂对高浊度废水体系稳定性的影响 |
5.4 La-PFS絮凝剂对体系中颗粒粒径和变化速率的影响 |
5.5 不同絮凝剂对高浊度废水稳定动力学比较 |
5.6 本章小结 |
第六章 La-PFS处理实际废水研究 |
6.1 造纸废水絮凝实验 |
6.1.1 造纸废水的性质 |
6.1.2 主要实验仪器及材料 |
6.1.3 废水的浊度变化 |
6.1.4 废水的COD_(cr)变化 |
6.1.5 废水的色度变化 |
6.2 暴雨洪水絮凝实验 |
6.2.1 暴雨洪水的性质 |
6.2.2 主要实验仪器及材料 |
6.2.3 絮凝剂投加量对暴雨洪水絮凝效果的影响 |
6.2.4 pH对暴雨洪水絮凝效果的影响 |
6.2.5 沉降时间对暴雨洪水絮凝效果的影响 |
6.2.6 不同絮凝剂处理效果对比分析 |
6.3 絮凝处理成本核算 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
(3)选择性聚团法制备超纯煤的工艺优化及机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 超纯煤(无灰煤)概念 |
1.1.2 超纯煤(无灰煤)潜在的应用价值 |
1.1.3 超纯煤的经济效益和意义 |
1.2 国内外制备超纯煤研究进展 |
1.2.1 化学法制备超纯煤研究进展 |
1.2.2 物理法制备超纯研究进展 |
1.2.3 物理-化学法制备超纯研究进展 |
1.3 问题的提出 |
1.4 研究目标、内容和技术路线 |
1.4.1 研究目标 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 技术路线 |
1.5 本章小结 |
2 实验部分 |
2.1 试验材料和仪器 |
2.2 超纯煤制备方法 |
2.2.1 选择性聚团浮选分选试验 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 分步释放法 |
2.3.2 响应面优化设计试验 |
2.4 表征方法 |
2.4.1 FTIR的测定 |
2.4.2 Zeta电位的测定 |
2.4.3 接触角的测定 |
2.4.4 粒度的测定 |
2.4.5 SEM-EDS的测定 |
2.4.6 灰分的测定 |
2.5 煤样性质 |
2.5.1 煤样的工业分析 |
2.5.2 XRF分析 |
2.5.3 XRD分析 |
2.5.4 太西煤SEM-EDS分析 |
2.5.5 太西煤FTIR分析 |
2.5.6 太西煤激光粒度分析 |
2.5.7 太西煤显微煤岩定量统计分析 |
2.6 本章小结 |
3 无机聚合电解质在选择性聚团中的应用 |
3.1 聚合氯化铝在选择性聚团中的应用 |
3.1.1 捕收剂用量影响 |
3.1.2 起泡剂用量影响 |
3.1.3 聚合氯化铝和氯化铝对分选效果的影响 |
3.1.4 添加聚合氯化铝时研磨时间对分选效果的影响 |
3.1.5 聚合氯化铝动力学方程拟合 |
3.1.6 M曲线评价 |
3.2 聚合硫酸铁在选择性聚团中的应用 |
3.2.1 聚合硫酸铁用量对分选效果的影响 |
3.2.2 聚合硫酸铁和硫酸铁对分选效果的影响 |
3.2.3 M曲线评价 |
3.3 聚合硫酸铁与聚合氯化铝混合试剂在选择性聚团中的应用 |
3.3.1 聚合硫酸铁和聚合氯化铝混合对分选效果的影响 |
3.3.2 添加PSA时研磨时间对分选效果的影响 |
3.3.3 M曲线评价 |
3.4 聚合药剂在阳泉和大峪沟无烟煤中的应用 |
3.5 本章小结 |
4 调整剂在选择性聚团中的应用 |
4.1 分散调整剂对分选效果的影响 |
4.1.1 搅拌强度对分选效果的影响 |
4.1.2 六偏磷酸钠用量对分选效果的影响 |
4.1.3 六偏磷酸钠存在后煤油用量对分选效果的影响 |
4.1.4 六偏磷酸钠加入后起泡剂对分选效果的影响 |
4.1.5 分选次数对分选效果的影响 |
4.2 酸类调整剂对分选效果的影响 |
4.2.1 无机酸类调整剂对分选效果的影响 |
4.2.2 有机酸类调整剂对分选效果的影响 |
4.2.3 醋酸的药剂制度对分选效果的影响 |
4.2.4 研磨时间对分选效果的影响 |
4.2.5 醋酸用量对分选效果的影响 |
4.2.6 M曲线评价 |
4.3 本章小结 |
5 选择性聚团优化 |
5.1 分级浮选动力学方程 |
5.1.1 研磨时间与浮选动力学常数 K 变化关系 |
5.1.2 不同药剂用量的动力学常数K变化关系 |
5.2 聚合硫酸铁在选择性聚团中的优化 |
5.2.1 响应面优化法概念 |
5.2.2 响应面的发展 |
5.2.3 回归模型建立及其分析 |
5.3 深度脱灰工艺优化 |
5.3.1 太西煤酸碱法脱灰工艺优化 |
5.3.2 太西煤选择性聚团与酸碱法耦合脱灰工艺优化 |
5.4 本章小结 |
6 选择性聚团机理 |
6.1 接触角分析 |
6.2 粒度分析 |
6.3 经典DLVO理论分析 |
6.4 扩展的DLVO理论分析 |
6.5 本章小结 |
7 选择性聚团模拟 |
7.1 团聚热力学 |
7.2 MS聚团模拟 |
7.2.1 煤油和煤模型构建 |
7.2.2 模拟方法 |
7.2.3 无烟煤模型建立 |
7.2.4 分子动力学计算模拟结果分析 |
7.3 Spoelstra油聚团模型 |
7.3.1 粒子数量变化 |
7.3.2 质量守恒 |
7.3.3 油量守恒 |
7.3.4 解决模型 |
7.4 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(4)聚合硫酸铁钛复合混凝剂的研制及处理印染废水的试验研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 印染废水排放现状 |
1.2 水处理中的常用混凝剂 |
1.2.1 有机混凝剂 |
1.2.2 无机混凝剂 |
1.2.3 复合混凝剂 |
1.2.4 生物混凝剂 |
1.3 铁盐及铁钛混凝剂的研究进展 |
1.3.1 铁盐混凝剂的研究现状 |
1.3.2 铁钛混凝剂的研究现状 |
1.3.3 铁钛混凝剂的制备机理 |
1.4 钛白粉副产物的产生与利用 |
1.5 试验研究的背景和内容概况 |
1.5.1 研究背景和意义 |
1.5.2 研究内容 |
1.5.3 技术路线 |
2 聚合硫酸铁钛的制备与表征 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验材料与仪器 |
2.2.2 PFTS混凝剂的制备 |
2.2.3 混凝实验 |
2.3 优化制备PFTS的各项反应条件 |
2.3.1 反应时间影响PFTS混凝效果的分析 |
2.3.2 浓HNO_3 投加速率影响PFTS混凝效果的分析 |
2.3.3 SO_4~(2-)/Fe摩尔比影响PFTS混凝效果的分析 |
2.3.4 NO_3~-/Fe摩尔比影响PFTS混凝效果的分析 |
2.3.5 Ti/Fe摩尔比影响PFTS混凝效果的分析 |
2.3.6 PO_4~(3-)/Fe摩尔比影响PFTS混凝效果的分析 |
2.3.7 OH~-/Fe摩尔比影响PFTS混凝效果的分析 |
2.4 PFTS的红外光谱分析 |
2.4.1 红外光谱分析目的 |
2.4.2 实验仪器和分析方法 |
2.4.3 PFTS的红外光谱图 |
2.5 X-射线衍射(XRD)分析 |
2.5.1 XRD分析目的 |
2.5.2 实验仪器和分析方法 |
2.5.3 XRD分析结果 |
2.6 XPS分析 |
2.6.1 XPS分析目的 |
2.6.2 实验仪器与分析方法 |
2.6.3 XPS分析结果 |
2.7 扫描电镜(SEM)分析 |
2.7.1 SEM分析目的 |
2.7.2 实验仪器与分析方法 |
2.7.3 扫描电镜分析结果 |
2.8 FE-FERRON形态分析 |
2.8.1 Fe-Ferron分析目的 |
2.8.2 实验仪器与分析方法 |
2.8.3 Fe-Ferron分析结果 |
2.9 本章小结 |
3 聚合硫酸铁钛(PFTS)处理印染废水 |
3.1 引言 |
3.2 试验部分 |
3.2.1 试验药品 |
3.2.2 试验设备 |
3.2.3 试验水样 |
3.2.4 絮凝搅拌 |
3.3 单因素试验 |
3.3.1 PFTS剂量的影响 |
3.3.2 印染废水pH值的影响 |
3.4 比较不同絮凝剂的处理效果 |
3.5 絮体特征分析 |
3.5.1 絮体粒径 |
3.5.2 絮体分形维数 |
3.5.3 絮体沉降速度 |
3.6 絮凝机理探讨 |
3.7 本章小结 |
4 结论与展望 |
4.1 结论 |
4.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
学位论文数据集 |
致谢 |
(5)双极膜电渗析处理氯化铵废水和制备高盐基度聚合硫酸铁的应用研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 概述 |
1.1.1 氯化铵废水的概述 |
1.1.2 聚合硫酸铁的概述 |
1.2 现有的氯化铵废水的处理方法 |
1.2.1 多效蒸发法 |
1.2.2 化学法 |
1.2.3 电渗析法 |
1.2.4 反渗透法 |
1.3 现有的聚合硫酸铁的制备方法 |
1.3.1 直接氧化法 |
1.3.2 催化氧化法 |
1.4 电渗析(ED)概述 |
1.4.1 电渗析的发展进程 |
1.4.2 电渗析的种类 |
1.5 双极膜电渗析概述 |
1.5.1 双极膜电渗析的工作原理 |
1.5.2 双极膜的水解离理论 |
1.5.3 双极膜电渗析的应用 |
1.6 论文的研究来源、目的和主要内容 |
1.6.1 论文的研究来源 |
1.6.2 论文的研究目的 |
1.6.3 论文的主要内容 |
第二章 双极膜电渗析处理氯化铵废水的应用研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料及方法 |
2.2.1 实验试剂和离子交换膜 |
2.2.2 实验装置 |
2.2.3 离子浓度分析方法 |
2.2.4 能耗计算方法 |
2.2.5 过程成本计算方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 商业离子交换膜的选择 |
2.3.2 双极膜电渗析处理氯化铵废水过程的优化 |
2.4 本章小结 |
第三章 双极膜电渗析法连续制备高盐基度聚合硫酸铁的应用研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂和离子交换膜 |
3.2.2 实验装置 |
3.2.3 聚合硫酸铁的性能分析方法 |
3.2.4 离子浓度分析方法和能耗计算方法 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 电流密度的影响 |
3.3.2 原料补充液中Fe SO4和H2SO4 的摩尔进料比的影响 |
3.3.3 原料补充液流速的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 结论与展望 |
4.1 结论 |
4.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
(6)钢铁行业除尘灰脱除模拟烟气中的二氧化硫及制备聚合硫酸铁的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 课题的主要研究内容 |
1.3 课题研究的创新点 |
第二章 文献综述 |
2.1 二氧化硫的来源、性质、危害和排放标准 |
2.1.1 二氧化硫的来源 |
2.1.2 二氧化硫的性质 |
2.1.3 二氧化硫的危害 |
2.1.4 二氧化硫的排放标准及政策 |
2.2 湿法脱硫技术 |
2.2.1 石灰石-石膏法 |
2.2.2 双碱法 |
2.2.3 氨法 |
2.2.4 氧化镁法 |
2.2.5 海水法 |
2.2.6 柠檬酸钠法 |
2.2.7 有机胺法 |
2.2.8 亚硫酸钠法 |
2.2.9 液相催化氧化法 |
2.2.10 小结 |
2.3 除尘灰资源化利用 |
2.3.1 冷压球团法 |
2.3.2 炼钢喷灰法 |
2.3.3 含锌灰的回收利用 |
2.3.4 其他回收方式 |
2.3.5 小结 |
2.4 聚合硫酸铁的制备 |
2.4.1 直接氧化法 |
2.4.2 催化氧化法 |
2.4.3 一步法合成PFS |
2.4.4 两步氧化法 |
第三章 实验装置及方法 |
3.1 实验设备 |
3.2 实验原料 |
3.2.1 除尘灰扫描电镜表面特征 |
3.3 实验方法 |
3.4 分析方法 |
3.4.1 二氧化硫气体的检测 |
3.4.2 溶液pH值的测量 |
3.4.3 除尘灰脱硫剂固液比的计算 |
3.4.4 脱硫效率的计算 |
3.5 本章小结 |
第四章 除尘灰脱硫实验研究及机理分析 |
4.1 空白实验 |
4.2 正交实验 |
4.3 单因素实验 |
4.3.1 固液比对脱除SO_2效率的影响 |
4.3.2 反应过程中吸收液pH变化的影响 |
4.3.3 气体流速对脱除SO_2效率的影响 |
4.3.4 进口SO_2浓度对脱除SO_2效率的影响 |
4.3.5 吸收温度对脱除SO_2效率的影响 |
4.3.6 氧气浓度对脱除SO_2效率的影响 |
4.3.7 搅拌强度对脱除SO_2效率的影响 |
4.4 除尘灰脱硫机理分析 |
4.4.1 反应后除尘灰扫描电镜分析 |
4.4.2 反应机理推测 |
4.5 本章小结 |
第五章 制备聚合硫酸铁 |
5.1 资源化利用原理 |
5.2 制备聚合硫酸铁流程 |
5.3 原料和试剂 |
5.4 聚合硫酸铁质量测定 |
5.4.1 全铁质量分数的测定 |
5.4.2 盐基度的测定 |
5.5 聚合硫酸铁的制备 |
5.5.1 铁离子、硫酸根离子浓度的补充 |
5.5.2 硫酸亚铁氧化聚合过程 |
5.5.3 实验结果及分析 |
5.6 本章总结 |
第六章 结论和展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 A 攻读硕士期间研究成果 |
附录 B 攻读硕士期间获奖情况 |
(7)聚合硫酸铁和聚硅硫酸铁制备及有机改性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 混凝理论及混凝剂的研究进展 |
1.1 混凝理论研究进展 |
1.2 混凝剂的研究进展 |
1.3 复合絮凝剂的研究进展 |
1.4 本文选题依据及研究内容 |
1.4.1 选题依据 |
1.4.2 研究思路 |
1.4.3 研究内容 |
2 聚合硫酸铁制备条件的优化及表征 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验材料及仪器 |
2.2.2 盐基度曲线的确定 |
2.2.3 铁聚合形态分布的测定 |
2.2.4 去浊率测定 |
2.2.5 碱法制备聚合铁合成条件正交试验方法 |
2.2.6 氧化法合成聚合硫酸铁合成条件正交试验方法 |
2.3 实验结果与讨论 |
2.3.1 碱法制备聚合硫酸铁(APFS)合成条件正交试验结果讨论 |
2.3.2 氧化法制备聚合硫酸铁(OPFS)合成条件正交试验结果讨论 |
2.3.3 聚合硫酸铁结构表征及性能测试 |
2.4 本章小结 |
3 碱法制备聚硅硫酸铁(APFSS)性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验材料及仪器 |
3.2.2 硅聚合形态分布的测定 |
3.2.3 碱法制备聚硅硫酸铁(APFSS)最佳条件实验方法 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 共混碱法制备聚硅硫酸铁(APFSSm)制备及性能 |
3.3.2 共聚碱法制备聚硅硫酸铁(APFSSc)制备及性能 |
3.3.3 两类混凝剂的比较 |
3.4 本章小结 |
4 氧化法制备聚硅硫酸铁(OPFSS)性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验材料及仪器 |
4.2.2 氧化法制备聚合硫酸铁最佳条件的确定方法 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 共混氧化法制备聚合硫酸铁(OPFSSm)制备及性能 |
4.3.2 共聚氧化法制备聚硅硫酸铁(OPFSSc)制备及性能 |
4.3.3 两种混凝剂的比较 |
4.4 本章小结 |
5 聚合硫酸铁的有机改性 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验材料及仪器 |
5.2.2 制药废水中COD去除率测定 |
5.2.3 碱法聚合硫酸铁的有机改性试验方法 |
5.2.4 氧化法聚合硫酸铁的有机改性试验方法 |
5.3 实验结果与讨论 |
5.3.1 碱法聚合硫酸铁的有机物改性 |
5.3.2 碱法聚合硫酸铁与聚丙烯酰胺复合(APFS-PAM)性能测定 |
5.3.3 氧化法聚合硫酸铁的有机物改性 |
5.3.4 氧化法聚合硫酸铁与聚丙烯酰胺复合(OPFS-PAM)性能测定 |
5.3.5 两类有机改性聚合硫酸铁的结构表征 |
5.4 本章小结 |
6 聚硅硫酸铁的有机改性 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 实验材料及仪器 |
6.2.2 碱法聚硅硫酸铁的有机改性试验方法 |
6.2.3 氧化法聚硅硫酸铁的有机改性试验方法 |
6.3 实验结果与讨论 |
6.3.1 碱法聚硅硫酸铁的有机物改性 |
6.3.2 碱法聚硅硫酸铁与聚丙烯酰胺复合(APFSS-PAM)性能测定 |
6.3.3 氧化法聚硅硫酸铁的有机物改性 |
6.3.4 氧化法聚硅硫酸铁与聚丙烯酰胺复合(OPFSS-PAM)性能测定 |
6.3.5 两类有机改性聚硅硫酸铁的结构表征 |
6.4 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点摘要 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简介 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
(8)聚合硫酸铁的制备及其优化工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 引言 |
1.2 化工厂中铁泥的处理 |
1.2.1 铁泥生产硫酸亚铁 |
1.2.2 铁泥制备氧化铁红 |
1.2.3 铁泥制备聚合硫酸铁 |
1.3 水资源和水污染状况 |
1.3.1 水资源状况 |
1.3.2 水污染状况 |
1.4 絮凝剂的分类及其研究状况 |
1.4.1 无机絮凝剂 |
1.4.2 有机絮凝剂 |
1.4.3 微生物絮凝剂 |
1.5 聚合硫酸铁的制备方法 |
1.5.1 直接氧化法 |
1.5.2 催化氧化法 |
1.6 本文研究的内容和意义 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验仪器及药品 |
2.1.1 实验药品 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 聚合硫酸铁的制备方法 |
2.2.1 铁泥制备聚合硫酸铁 |
2.2.2 对异丙基苯硫酚工艺废液制备聚合硫酸铁 |
2.3 分析、表征方法 |
2.3.1 原料铁泥中各物质含量的测定方法 |
2.3.2 聚合硫酸铁各项指标的测定 |
2.3.3 聚合硫酸铁的表征 |
2.4 絮凝实验方法 |
2.4.1 化学需氧量的测定 |
2.4.2 浊度的测定 |
2.5 聚合硫酸铁制备工艺设计 |
第三章 结果与讨论 |
3.1 聚合硫酸铁的催化氧化反应机理 |
3.2 铁泥制备聚合硫酸铁反应的条件优化 |
3.2.1 方法的选择 |
3.2.2 反应条件的影响 |
3.3 硫酸亚铁的催化氧化动力学研究 |
3.3.1 硫酸用量对反应的影响 |
3.3.2 双氧水用量对反应的影响 |
3.3.3 硝酸用量对反应的影响 |
3.3.4 空气通入量对反应的影响 |
3.4 对异丙基苯硫酚工艺废液制备聚合硫酸铁 |
3.4.1 硫酸用量对废液溶解的影响 |
3.4.2 硫酸用量对盐基度的影响 |
3.4.3 助催化剂对催化氧化速率的影响 |
3.4.4 双氧水对制备聚合硫酸铁的影响 |
3.4.5 硝酸对制备聚合硫酸铁的影响 |
3.5 聚合硫酸铁的表征 |
3.5.1 X 射线衍射谱图 |
3.5.2 傅立叶红外谱图 |
3.5.3 扫描电镜照片 |
3.5.4 透射电镜照片 |
3.6 混凝实验 |
3.6.1 混凝机理 |
3.6.2 河水混凝实验 |
第四章 结论与展望 |
参考文献 |
发表论文和科研情况说明 |
致谢 |
(9)聚合硫酸铁的制备及改性研究进展(论文提纲范文)
1 制备原理 |
2 氧化方法 |
2.1 直接氧化法 |
2.2 催化氧化法 |
2.3 生物氧化法 |
2.4 其他氧化法 |
2.4.1 一步氧化法 |
2.4.2 两步氧化法 |
2.4.3 部分氧化法 |
2.4.4 微波法 |
3 聚合硫酸铁的改性 |
3.1 无机离子改性 |
3.2 有机高分子改性 |
3.3 自制改性剂改性 |
4 结论及展望 |
(10)硫铁矿废水及处理污泥的资源化利用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 前言 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 本文研究内容 |
第二章 文献综述 |
2.1 硫铁矿废水及处理污泥概述 |
2.1.1 硫铁矿废水形成原因、成分及其危害 |
2.1.2 硫铁矿废水一般处理方法 |
2.1.3 硫铁矿废水综合利用现状 |
2.1.4 硫铁矿废水处理污泥综合利用现状 |
2.2 铁黑颜料概述及制备研究 |
2.2.1 铁黑颜料的性质及用途 |
2.2.2 铁黑颜料一般制备方法 |
2.2.3 铁黑颜料制备的理论基础 |
2.2.4 铁黑颜料制备的影响因素 |
2.3 聚合硫酸铁概述及制备研究 |
2.3.1 聚合硫酸铁的性质及用途 |
2.3.2 聚合硫酸铁制备的理论基础和一般制备方法 |
2.3.3 聚合硫酸铁制备的影响因素 |
2.4 小结 |
第三章 实验部分 |
3.1 实验材料及设备 |
3.1.1 实验材料 |
3.1.2 实验设备 |
3.2 硫铁矿废水制备纳米铁黑颜料的工艺流程和原理 |
3.2.1 实验工艺流程 |
3.2.2 实验反应机理 |
3.3 硫铁矿废水制备纳米铁黑的影响因素分析与确定 |
3.4 硫铁矿废水制备高着色力纳米铁黑颜料的影响因素分析与确定 |
3.5 铁黑颜料性能测定及表征 |
3.5.1 铁黑颜料性能的测定 |
3.5.2 铁黑颜料性能的测定 |
3.6 硫铁矿废水及处理污泥制备聚合硫酸铁的工艺流程和原理 |
3.6.1 实验工艺流程 |
3.6.2 实验反应机理 |
3.7 硫铁矿废水处理污泥中提取铁的影响因素分析与确定 |
3.8 污泥提取液制备聚合硫酸铁的影响因素分析与确定 |
3.9 聚合硫酸铁性能测定及混凝沉淀实验 |
3.9.1 聚合硫酸铁性能的测定 |
3.9.2 聚合硫酸铁的混凝沉淀实验 |
3.10 实验的创新点 |
第四章 硫铁矿废水制备纳米铁黑颜料的工艺研究 |
4.1 引言 |
4.2 硫铁矿废水制备纳米铁黑颜料实验 |
4.2.1 单因素实验结果与分析 |
4.2.2 正交实验结果与分析 |
4.2.3 工艺条件的确定 |
4.3 硫铁矿废水制备高着色力纳米铁黑颜料实验 |
4.3.1 实验结果与分析 |
4.3.2 工艺条件的确定 |
4.4 铁黑颜料性能检测结果 |
4.4.1 铁黑颜料技术指标检测分析 |
4.4.2 XRD 检测 |
4.4.3 SEM 分析 |
4.4.4 红外分析 |
4.5 小结 |
第五章 硫铁矿废水及处理污泥制备聚合硫酸铁的工艺研究 |
5.1 引言 |
5.2 硫铁矿废水处理污泥中铁的提取实验 |
5.2.1 铁的提取实验结果与分析 |
5.2.2 工艺条件的确定 |
5.3 污泥提取液制备聚合硫酸铁实验 |
5.3.1 聚合硫酸铁制备实验结果与分析 |
5.3.2 工艺条件的确定 |
5.4 聚合硫酸铁性能检测与混凝沉淀实验结果 |
5.4.1 聚合硫酸铁技术指标检测分析 |
5.4.2 混凝沉淀实验结果 |
5.5 小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表学术论文 |
四、生产聚合硫酸铁的原料及方法(论文参考文献)
- [1]双极膜电渗析反应器制备聚铁基絮凝剂及安全分析[D]. 孟文巧. 青岛科技大学, 2021(01)
- [2]一步法制备固体稀土镧聚合硫酸铁高效絮凝剂及其应用研究[D]. 拜俊岑. 广西大学, 2020(05)
- [3]选择性聚团法制备超纯煤的工艺优化及机理研究[D]. 董子龙. 中国矿业大学(北京), 2020(01)
- [4]聚合硫酸铁钛复合混凝剂的研制及处理印染废水的试验研究[D]. 刘霜. 重庆大学, 2019(01)
- [5]双极膜电渗析处理氯化铵废水和制备高盐基度聚合硫酸铁的应用研究[D]. 吕燕. 合肥工业大学, 2019(01)
- [6]钢铁行业除尘灰脱除模拟烟气中的二氧化硫及制备聚合硫酸铁的研究[D]. 王思鼎. 昆明理工大学, 2019(04)
- [7]聚合硫酸铁和聚硅硫酸铁制备及有机改性研究[D]. 路达. 大连理工大学, 2014(07)
- [8]聚合硫酸铁的制备及其优化工艺研究[D]. 马寒峰. 天津理工大学, 2013(S2)
- [9]聚合硫酸铁的制备及改性研究进展[J]. 张瑛洁,杨榕,曹天静,李大鹏,徐淑芬,廖霞,马军. 工业水处理, 2011(09)
- [10]硫铁矿废水及处理污泥的资源化利用研究[D]. 何卓. 浙江工业大学, 2011(06)
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