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双极膜电渗析法处理磷石膏分解液制硫酸联产轻质CaCO3

论文摘要

利用双极膜电渗析技术处理磷石膏分解液制备硫酸联产轻质碳酸钙,实现了硫元素在湿法磷酸生产过程中的循环利用.以磷石膏为原料,碳酸氢钠和氢氧化钠为沉淀剂,十二烷基磺酸钠和柠檬酸三钠为添加剂,采用复分解法反应,研究了磷石膏在不同条件下钙离子的转化率,并用激光粒度仪、XRD和SEM对所得轻质碳酸钙进行了表征.同时将复分解反应分解液硫酸钠溶液用双极膜电渗析进行处理以制备硫酸,研究了操作电压对电渗析过程中的电流效率、能耗、硫酸浓度等指标的影响.结果表明,磷石膏中钙离子的最佳转化率条件为反应时间120 min、反应温度40℃、磷石膏与碳酸氢钠摩尔比为1∶1.3、磷石膏与氢氧化钠摩尔比为1∶1.2、磷石膏质量浓度为50 g/L,在该条件下钙离子转化率为98.13%;分别添加1.5%十二烷基磺酸钠、1.5%柠檬酸三钠时,产品碳酸钙平均粒径均最小,分别为12.86和10.45μm,且添加剂为柠檬酸三钠时得到的轻质碳酸钙属于六方晶系,为方解石晶型轻质碳酸钙,粒径分布相对均匀,出现一定的团聚现象;操作电压为20 V时,电渗析过程最高效、经济,电渗析时间160 min,硫酸浓度可达0.226 mol/L,磷石膏中SO■回收率超过80%,电流效率为70.10%,能耗为0.310 6 kW·h/mol.

论文目录

  • 1 实验部分
  •   1.1 原材料、试剂与仪器
  •   1.2 实验装置及原理
  •   1.3 实验流程
  •   1.4 实验方法
  •     1.4.1 钙离子转化率优化实验
  •     1.4.2 轻质碳酸钙的制备
  •     1.4.3 双极膜电渗析实验
  •   1.5 分析与计算方法
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 钙离子转化率的影响因素
  •     2.1.1 反应时间对钙离子转化率的影响
  •     2.1.2 反应温度对钙离子转化率的影响
  •     2.1.3 磷石膏与碳酸氢钠摩尔比对钙离子转化率的影响
  •     2.1.4 磷石膏与氢氧化钠摩尔比对钙离子转化率的影响
  •     2.1.5 磷石膏质量浓度对钙离子转化率的影响
  •   2.2 轻质碳酸钙的性能表征
  •   2.3 操作电压对双极膜电渗析过程的影响
  • 3 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 蒋兴志,肖仁贵,廖霞

    关键词: 双极膜电渗析,磷石膏,硫酸,轻质碳酸钙,复分解法

    来源: 膜科学与技术 2019年04期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 无机化工,工业通用技术及设备

    单位: 贵州大学化学与化工学院

    分类号: TQ132.32;TQ028.8

    DOI: 10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2019.04.016

    页码: 109-117

    总页数: 9

    文件大小: 1702K

    下载量: 207

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/373745c24286b652f704db68.html