钛白废盐中有效元素的分离及应用研究

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近年来,随着钛白行业的发展,其生产过程中产生的废盐对环境造成了较大的影响,如何科学的处理这些废盐成为亟待解决的问题。本文采用沉淀法将钛白废盐中的Mn、Mg、Fe等有效元素进行了分离,并制备了纳米MnO2粉体、MgCO3晶须、Fe203纳米薄膜,对制备的样品进行了XRD、FT-IR、TG-DTA、 SEM、TEM、AFM、UV-vis表征,对MgCO3晶须的生长规律和Fe203薄膜的抗紫外线性能进行了研究。采用沉淀法将钛白废盐中的Mn、Mg、Fe元素进行了分离。研究结果表明,当H202加入量为废盐中Fe2+-理论加入量的1.37倍时,Fe2+-完全氧化为Fe3+-;当体系pH为2.9时,溶液中Fe3+-完全沉淀;当反应时间为90min,反应温度为40℃,以聚乙二醇1000为表面活性剂时,MnCO3纯度和产率最高。Mg元素存在于滤液中。采用煅烧法制备了MnOx,研究了煅烧温度对样品晶型及形貌的影响。MnCO3煅烧温度为450℃时得到分散状态很好的Mn02;500℃时得到的是Mn02和Mn508的混合物;煅烧温度为650℃时得到Mn203纳米棒。随着煅烧温度的提高,纳米颗粒逐渐增大,团聚,生长为纳米棒。采用沉淀法制备了MgCO3晶须,研究了NaCl的加入对晶须的影响。结果表明,NaCl的加入会降低晶须的结晶度。通过显微镜观察了不同条件下制备的晶须,测量了晶须的长度和宽度,并对晶须几何尺寸随时间变化的曲线进行了数学拟合,得出了最优的方程模拟形式:以分析纯MgCl2、掺杂NaCl的MgCl2和钛白废盐提取的MgCl2为原料制备MgCO3晶须长度和宽度随时间的变化均可采用y=a-(?)和y=(?)描述。晶须的XRD和SEM表征结果表明,随着反应时间的延长,晶须逐渐发育,长度和宽度均慢慢增大。晶须的发育过程中,断面形状发生改变,其形状由六边形转变为菱形,最后转变为矩形。采用水热法制备了Fe203薄膜,研究了碱性体系和酸性体系中工艺条件对薄膜的影响。在碱性体系中,Fe3+-浓度为1.5g/L,pH为11时,160℃反应4h后制备的薄膜对220~330nm紫外光的吸光度较高,反射率较低;对330~900nm可见光的吸光度较低,反射率较高。当体系中加入柠檬酸时,薄膜组成为非晶态Fe203,薄膜的抗紫外性能降低。在酸性体系中,当Fe3+-浓度为1.5g/L,pH为1时,160℃反应4h后制备的薄膜均匀,对220330nm紫外光的吸光度最高,反射率最低;对330900nm可见光的吸光度较低,反射率较高。废盐中提取的FeCl3所制备的薄膜也具有较好的抗紫外性能。
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