工业结晶论文精品(七篇)

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篇(1)

关键词：腐蚀，材料腐蚀，腐蚀控制

 

一般而言，金属、混凝土、木材等材料受周围环境介质的影响而发生的化学、电化学和物理等反应，而引起的变质和破坏统称为腐蚀，其中也包括上述因素与机械因素、生物因素等的共同作用。金属腐蚀的主要对象，其中尤以钢铁的腐蚀最为常见，危害、损害性极大。

一、腐蚀的概念及分类

（一）腐蚀的概念

腐蚀是材料与其环境间的物理化学作用引起材料本身性质的变化，如铁的生锈是金属腐蚀的普遍形式，又如氢氧化钠破坏肌肉和植物纤维。材料的腐蚀是包括材料本身和环境介质两者在内的一个具有反应作用的体系，腐蚀反应的场所，首先是材料和腐蚀性介质之间相界面处。材料包括金属和非金属材料，如碳钢及其合金、有色金属、塑料、混凝土和木材等，在一个腐蚀系统中，对材料行为起决定性作用的是化学成分、组织结构和表面形态。材料的周围环境介质包括与其接触的气体、液体和固体以及周围环境条件，如温度、压力、速度、光照、辐射、生物条件等。这个作用包括化学的、电化学的、机械的、生物的以及物理的作用。

采用科学的方法防止或者控制腐蚀的危害作用的工程，称为腐蚀工程。

（二）材料腐蚀的分类及特征

材料腐蚀的现象和机理比较复杂，材料腐蚀的分类方法也有许多，根据不同的起因、机理和破坏形式而有各种方法。以下介绍几种常用的分类方法。

1．按腐蚀机理分类

通常材料腐蚀按照腐蚀机理可以分为金属化学腐蚀、金属电化学腐蚀、结晶腐蚀、物理化学复合腐蚀。

（1）化学腐蚀：是指金属表面与非电解质直接发生纯化学反应而引起的破坏、其特点是在反应过程中没有电流产生。如铝在四氯化碳、三氯甲烷或乙醇中的腐蚀，镁或钛在甲醇中的腐蚀、物理化学复合腐蚀。

（2）电化学腐蚀：是指金属表面与离子导电的介质发生化学反应而产生的破坏。在反应过程中有电流产生，腐蚀金属表面上存在着阴极和阳极。阳极的反应是金属原失去电子而成为离子状态转移到介质中，成为阳极氧化反应。阴极反应是介质中的去极化剂吸收来自阳极的电子，成为阴极还原过程。这两个反应是相互独立而又同时进行的，称之为一对共轭反应。有阴阳极组成了短路电流，腐蚀过程中有电流产生。如金属在潮湿大气、海水、土壤及酸、碱、盐溶液中的腐蚀均属这一类。电化学腐蚀比较普遍，对金属结构的危害比较严重。

（3）结晶腐蚀：是指因酸、碱、盐等腐蚀介质侵入到建筑物或材料内部生成结晶盐，由于结晶盐的体积膨胀作用使建筑物或材料内部产生应力而引起的破坏现象。结晶腐蚀是工业厂房、非金属设备常见的腐蚀类型。

（4）物理化学复合腐蚀：是指因机械与化学复合作用而引起的破坏现象。如火炮发射引起炮身管的腐蚀等。

2．按腐蚀破坏形式分类

按腐蚀破坏形式可分为全面腐蚀和局部腐蚀，局部腐蚀又可细化为小孔腐蚀（即点蚀）、应力腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、选择性腐蚀、晶间腐蚀等。

（1）全面腐蚀：又叫均匀腐蚀，指腐蚀遍布于材料结构的整个表面上，其特征表现为金属质量减少，壁厚减小，非金属体积膨胀，韧或脆性能减退或失去。腐蚀虽然同样发生在整个材料便面上，但各部分的微观腐蚀速度实际上并不均等。

（2）小孔腐蚀：又称为点蚀，在金属表面上腐蚀成一些小而深的孔，蚀孔的深度大于直径，严重的可将设备腐蚀穿透，蚀孔上部往往被腐蚀产物覆盖。不锈钢和铝合金在海水中受到的破坏就是小孔腐蚀的典型实例。

（3）应力腐蚀：是指在机械应力（外载荷或内部残余应力）和腐蚀介质的共同作用下，金属材料发生的腐蚀破坏。如应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等。

（4）电偶腐蚀：电位不同的金属或合金互相接触，并在一定介质中所发生的的电化学腐蚀称为电偶腐蚀。电偶腐蚀造成负电位的金属或合金部件加速腐蚀破坏，破坏一般集中在连接部位附近。

（5）缝隙腐蚀：由于金属表面的缝隙内滞留介质引起的电化学腐蚀破坏称为缝隙腐蚀。

（6）选择性腐蚀：多元合金在腐蚀介质中，较活泼的先溶解，因而造成材料强度而大大下降，这称之为选择性腐蚀。如黄铜脱锌等属此类腐蚀。

（7）晶间腐蚀：是指腐蚀破坏沿着晶粒边界进行，使晶粒之间失去合力，使材料丧失强度。

（8）磨损腐蚀：是由于机械因素（湍流、漩涡、流体冲击、空化作用、微振摩檫等）和腐蚀介质共同作用造成的腐蚀破坏，其特征是形成密集的凹坑或沟槽。免费论文，腐蚀控制。。

（9）氢损伤：是指氢进入金属内部造成的腐蚀破坏，它包括氢脆、氢鼓泡、氢破裂、氢腐蚀等。免费论文，腐蚀控制。。

3．按环境状态分类 按产生腐蚀的环境状态，可以将腐蚀分为自生环境中的腐蚀和工业环境介质中的腐蚀，其中自生环境中的腐蚀又可分为大气腐蚀、土壤腐蚀、淡水腐蚀、海水腐蚀、微生物腐蚀；工业环境介质中的腐蚀分为酸性溶液腐蚀、碱性溶液腐蚀、熔盐腐蚀、液态金属腐蚀、特殊工业介质腐蚀等。

事实上，在工业设备或建筑的实际腐蚀行为中，普遍存在的是两种或多种腐蚀类型共同作用，所采用的控制方法也往往不局限于单一方法措施，而是包括选材、选型、表面控制、环境介质控制等综合防腐蚀体系。

（三）腐蚀因素

材料的腐蚀是一个复杂的物理化学过程，所涉及的影响因素也很多，总结起来，可以分为内部因素、外部因素、内外结合因素三大类，内部因素指涉及到材料自身的材质、结构、性能等因素；外部因素指环境因素，如溶液酸碱度、介质温度、压力、速度、应力、杂散电流、土壤含水量、溶液杂质等；内外结合因素指涉及到材料和环境相互作用影响的因素，如埋地管道的管地电位等。

二、金属腐蚀控制方法

腐蚀控制技术涉及面广，内容也十分丰富。材料防腐蚀的基本原则是：针对腐蚀产生的原因和影响腐蚀的各种因素，从实际出发，以预防为主和进行重点保护，防止或减少腐蚀而造成的经济损失。在生产实践中应用最多的腐蚀控制技术可归纳为以下几类。

（1）合理选材。根据不同介质、操作条件、材料的性质等，选用合适的金属或非金属代用材料。

（2）表面覆盖层。表面覆盖层是在金属表面采用涂刷、喷涂、贴衬、参透、施镀等方法覆盖上耐腐蚀性较好的金属或非金属层，将金属表面与介质隔离以减缓金属的腐蚀。这是多数防腐蚀工程施工中使用的方法，因其简便实用，喷涂或刷涂防腐涂料是工业设备、设施在线不停产进行防腐施工的主要措施。

（3）电化学保护。电化学保护是利用电化学原理来减缓金属的腐蚀速度。电化学保护分为阴极保护和阳极保护。阴极保护就是将被保护金属进行外加阴极极化以减缓或防止金属腐蚀，它分为牺牲阳极法和外加电源法。阳极保护是对被保护金属进行阳极极化以减缓或防止金属腐蚀。

（4）添加缓蚀剂。添加缓蚀剂是向介质中添加少量能够阻止或减缓金属腐蚀的物质以保护金属材料。缓蚀剂不改变介质的性质，往往用量很小，大多在1%左右，但效果显著，缓蚀剂根据存在状态可分为液态缓蚀剂、气态缓蚀剂、固态缓蚀剂。免费论文，腐蚀控制。。

（5）金属表面转化。金属表面转化是用化学和电化学的方法将金属表面进行氧化、磷化、钝化转化等，在金属表面形成一层保护层，隔离金属基体与腐蚀介质，以减缓金属的腐蚀。

参考文献

1、张清学、吕今强主编，腐蚀施工管理及施工技术.北京：化学工业出版社，2005

2、吴涛主编，施工项目经理工作手册.北京：地震出版社，1999

3、胡士信主编，阴极保护工程手册.北京：化学工业出版社

篇(2)

关键词：水平连铸机，发展

 

1．为什么要发展水平连铸机

水平连铸早在十九世纪中期，谢勒斯和贝氏麦就曾经研究过，从1930年起在有色和铸铁领域内得到了应用，但在近十年来发展较快。国内外已利用这种水平连铸技术在铸钢上运用，这种技术具有许多独特的优点：

（1）适应于生产优质小断面铸坯，如75——150mm方（园）坯，最小可达到30mm方（园）坯，直接供Ø430/Ø300mm轧机轧制小型钢材，不需要开坯，即节约能源，又是提高成材率，很适于中小型炼钢车间使用。，发展。

（2）设备高度低，例如。日本钢管公司福山厂水平连铸机的浇注中心线只高出地面1.3米左右，无需高大厂房深大的基础，可完全安置在老厂房内，对改造老钢厂铸锭车间极有利。

（3）由于水平连铸机结构简单，设备重量比弧型连铸机减少43％——45％。，发展。设备投资比弧型低52.4％而且是水平地安装在地平面上，操作维修和更换部件容易而且安全。

（4）中间包与结晶器连接成一个整体，因此，避免了钢水的二次氧化，且因钢流稳定缓慢，夹杂物易上浮，减少进入结晶器的机会，因此铸坯的纯洁度高，可浇的钢种范围大。如不锈钢、滚珠轴承钢等含有易氧化元素的钢种都可浇铸。在操作上不必控制结晶器内钢液面，可免去技术复杂价格昂贵的液面自动控制仪。

（5）水平连铸中钢水的静压力是恒定的，而其它连铸如立式或弧形连铸中钢水的静压力逐步上升的。

（6）由于铸坯是水平方向拉出的，不需要矫直机构，可浇难于变形的铸坯的形状复杂的异形坯等。

2．国外水平连铸机发展状况

70年代后期英国、日本、西德、苏联、美国、法国等对水平连铸都进行了大量的研究工作，目前英国戴维——劳威公司，日本钢管公司，日本住友金属工业公司，美国通用汽车公司，西德工艺铸造公司，西德伯勒公司，苏联土拉黑色冶金联合企业都已进入水平连铸钢的工业生产阶段。

1980年6月报导日本住友金属工业公司已在尼崎市钢管厂建成一台生产不锈钢管园坯的水平连铸机,开始工业性试验,配合的炼钢炉是8吨,电炉和10吨AOD炉,计划生产147～328mm园坯实际只能生产185mm以下的园坯,经试验铸坯质量良好,不低于用模铸锭经初轧生产的钢坯.铸坯用玻璃剂高速挤法制成了不锈钢管.

美国通用汽车公司—西德工艺铸造公司—西德伯勒公司方式：美国通用汽车公司于1971年投产了三台单流水平连铸机，浇96mm园坯 ，用在汽车工业上。西德伯勒公司于70年代中期接受了美国通用汽车公司的水平连铸技术，开始制造钢的水平连铸机，向世界上28个国家提供了150台铸机共400流，包括有色金属和黑色金属的，其中钢和特殊钢的小园坯水平连铸机，每年每流产3万吨左右。

国内水平连铸机有代表性的几家。

首钢、山西冶金设计研究院，据报导，目前已成功浇注75×75mm方坯30余米，由大中间包将钢液分别注入二个小中间包（容量仅80余公斤），其优点是⑴便于保温，⑵发生事故时须要处理的钢液少。，发展。但小中间包的液面控制是个难题，另外钢水二次氧化的机会增多，结晶器采用套叠式水冷方式，以增强结晶器的冷却效果。二冷区支辊下设弹簧，以便漏钢时处理残余钢坯，拉坯采用机械方式，由直流电机带动绕固定支点回转的定型凸轮将电机的转动转变为框架摆动，再由双棘轮装置输出单向摆动，利用棘爪自重减少反推啮合区，以达到一定的推拉比，通过改变电动机转速可达调频之目的，改变凸轮的曲线形状，可达到改变拉推比的目的，其结构简便，但不能随机改变拉推比，另外它的结构形式还决定了其拉推制度只能是拉、停、推。而不能执行拉推制度。另外凸轮易磨损，使用寿命受到一定限制，首钢在水平连铸方面已迈出了可靠的一步，其成功标志着我国水平连铸的技术已日趋成熟。

马钢、据报导，马钢水平连铸试验进展也很快，它主要是生产Ø80园铸坯的，该结晶器是一冷和二冷相结合的多级式结晶器，是由铜套和石墨套二部分组成，铸坯首先在铜套内冷却凝固，形成初始凝壳后，进入石墨套较缓慢地冷却与一般连铸机的喷水冷却相比，这种方式有助于提高铸坯质量，为了减少气隙对传热的影响，铜套和石墨套都有相应的锥度，为了提高传热效率采用背压操作，为了在生产中控制水量，提高拉速改善铸坯质量，对结晶器的传热特性进行系统的研究，水平连铸结晶器热流密度高于小方坯弧形连铸机，这是因为水平连忙铸结晶器内钢水静压力较高，凝固坯壳紧贴在结晶器内壁，传热条件较好的原故。

上海钢铁研究所的水平连铸机，经过数次的试验，最近的一次试验情况良好，其特点是液压伺服系统控制油马达进行拉坯，拉坯频率120～240次/分，拉推比调节器节范围广，结晶器与中间包用液压缸锁紧，新设计的结晶器外侧设有筋条。

上海钢铁研究所水平连铸机的拉坯制度主要运用了由凸轮控制启闭液压阀带动油马达执行铸坯有拉出10多米的报导，但目前还存在一定的问题。，发展。主要是液压系统不过关，在液压机构中应考虑几点。，发展。

⑴在提高机械系统刚性的同时，应减少松动偏移，在防振措施上也应予以注意。

⑵作为拉坯驱动装置，采用具有足够功率和能高速应答的液压油马达，选定高速应答性能可靠的伺服阀。

⑶为了适应因铸坯断面尺寸及铸造长度的变化而产生的铸坯惯性力的变化，在液压马达上应附加制动装置来进行控制。

上海冶金专科学校设计研究的水平连铸机，原设计方案用于黑色金属浇注，但在87年他们在有色金属水平连铸中试验获得了成功并通过了鉴定。该机的特点是使用了六连杆机构通过改变六连杆摆杆（摇杆）的距离或改变支点之间的距离可以进行无级的调速、调幅、拉推时间比和反推量。如用计算机控制能实现自动化调整，该机可以实现多种拉坯制度，其主要是拉—停—推。这种拉坯制度的特点是使铸坯在停止时能够形成足以耐推回力的薄壳厚度，然后通过推回以补偿停止时的壳的热收缩量。

结束语：

实践证明：水平连铸机具有诸多优点，是一种新颖的有前途的连铸法，易于生产特殊钢及合金钢的小型方、园坯，因而对生产小型材的钢厂具有吸引力。

但是就水平连铸整个技术而言，目前远不及弧形连铸机成熟完全。尤其是结晶器与中间罐连接的耐火材料，方法等还是今后继续开发的重点。，发展。采用水平连铸机为我国众多的钢厂提供坯料能提高经济效益，相信在有关方面的重视下，今后发展的速度将会出现一个飞跃。

参考书目

1．大连特殊钢1983.1期

2．上海钢研1981.1期

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关键词：超滤；膜污染；控制技术；进展

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.008 限制膜技术在水处理中的大规模应用主要有两方面原因：一是膜生产成本高，二是膜运行过程中产生的膜污染导致过膜通量下降。随着科学技术的日益创新，膜的生产工艺不断改进，已经使膜成本大大降低，膜污染便成了阻碍膜应用的主要因素。膜污染分为可逆污染和不可逆污染。可逆污染指的是通过物理反冲洗或者化学清洗后，跨膜压差或者过膜通量可以恢复的部分。不可逆污染指的是即使通过物理或化学反冲洗后，跨膜压差或者过膜通量仍然丢失的部分。当不可逆污染非常严重时，就意味着膜需要更大程度的化学清洗，或者被替换掉。

0 膜污染类型研究进展

膜污染是一系列不同物质之间的物理作用和化学反应的结果导致的，其中包括原水中不同污染成分之间的相互作用以及这些污染物成分和不同材质膜表面之间的物理化学作用。造成膜污染的因素主要有以下几种：原水污染物成分，主要污染物成分的浓度，水化条件（pH，离子强度，二价阳离子浓度等），膜材料自身属性（膜表面形态，亲疏水性，带电性，孔隙率等），温度，运行模式，水动力学条件（初始过膜通量，错流速率）等。就污染物而言，膜污染一般可以分为四种类型：颗粒物污染、无机物污染、有机物污染和微生物污染。

1 颗粒物污染

根据研究可以将自然水体和污水中的颗粒物分为四类：1）可沉降颗粒物（>100μm）；2）超胶体颗粒物（1μm―100μm）；3）胶体颗粒物（0.001μm―1μm）；4）可溶解颗粒物（0.001μm）。颗粒物引起的膜污染机制分为三类：膜孔堵塞，滤饼层的形成和浓差极化。

（1）膜孔堵塞膜孔堵塞是颗粒物污染的第一阶段，也是造成污染最严重的阶段。膜孔堵塞可以分为三种不同的形式：1）标准膜孔堵塞，即颗粒物在膜孔周围沉淀；2）完全膜孔堵塞，即颗粒物镶嵌到膜孔内；3）中间膜孔堵塞，即上述两种形式相互结合导致的堵塞。随着水中颗粒物持续不断地沉积在膜表面，滤饼层逐渐形成，膜污染进入下一阶段。（2）滤饼层形成一旦滤饼层在膜表面形成，那么滤饼层将会取代膜的角色，决定过膜通量的变化和过滤去除的效果。有研究表明，增大跨膜压差或者过滤速率会加重浓差极化现象和膜污染。由于污染颗粒物在较高浓度下更容易相互反应以及沉积在膜表面，因此浓差极化越严重，膜污染情况也越严重。

2 无机物污染

过滤过程中由于水解作用和氧化作用，无机化合物会沉淀在膜表面，从而导致膜污染现象的发生。结晶作用和颗粒污垢是膜表面的结垢现象中的两种主要污染机制。结晶过程中，膜表面的沉积现象是由于离子的沉淀作用；然而在颗粒污垢形成过程中，沉积现象的发生是由于胶体颗粒物从水体中向膜表面的错流作用。研究发现，结晶作用和颗粒污垢都是无机盐逆溶解度造成的直接结果。尤其是在纳滤和反渗透系统中，溶解盐通常被浓缩4到10倍，当无机盐在水中的浓度超过它自身的溶解度的时候，就会析出并沉淀在膜表面。因此，当水体中无机盐浓度较高时，膜表面的颗粒污垢和胶体污染现象就会加重。

3 有机物污染

由于污水（工业废水、市政污水、农业废水）来源复杂，因此污水处理厂处理的污水中所含有的有机物成分多种多样。一般来讲，二级出水中的溶解性有机物（EfOM）对膜组件运行过程中产生的膜污染起到关键的影响。溶解性有机物广泛存在与地表水和污水中，根据溶解性有机物的来源将它们分为三类：1）水源水中难溶解的天然有机物（NOM）；2）生物处理工艺中由于有机物降解作用产生的可溶性有机产物（SMP）；3）人类排入水中的合成有机物（SOC）和给排水消毒工艺中产生的消毒副产物（DBPs）。

4 微生物污染

污水处理过程中常常用到生物处理，由于细菌细胞和絮体会在膜表面沉积、生长和代谢，因此在膜和水体的固液界面会发生微生物的聚集现象，造成膜污染现象。膜表面的生物污染形成的过程一般包括以下四个步骤：1）大分子物质和蛋白质改变膜表面的环境；2）先驱浮游生物细胞附着在膜表面；3）初期生物附着形成微生物菌落；4）逐渐形成成熟的生物膜。细菌细胞聚集在膜表面经过两个过程：生物附着（生物粘附和生物吸附）和生物生长（增殖）。生物附着过程主要受到微生物特性、水体性质以及膜材质的影响。

生物膜的主要成分是细胞生物和多种胞外聚合物（EPS）。在所有的生物膜中，EPS所占的比例最大，大约占到全部有机物的50-80%。这些降解产物包括很多不同种类的大分子有机物（例如多糖、蛋白质、腐殖质、核酸、脂质和其它聚合物），大多存在于细胞外表面以及微生物絮体之间。

参考文献：

[1]梁玉龙.恒压超滤水处理过程的影响因素及膜污染特性的评价研究[硕士学位论文][D].西安：西安建筑科技大学，2009.

[2]瞿芳术.超滤处理高藻水过程中膜污染特性及控制研究[博士学位论文][D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2012.

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关键词：烧碱，纯碱，质量

 

烧碱是重要的基本化工原料，最初的用途是从制造肥皂开始，逐渐用于日用、轻工、纺织、化工、医药等领域。我国改革开放以来，烧碱的需求量有明显增长，尤其是在制铝生产方面，烧碱生产有了突飞猛进的发展。2006年我国烧碱产业延续了近年来的快速增长势头，受到良好的国际贸易环境和主要下游产业快速增长的驱动，全年烧碱产量为1475．52万吨。随着产能扩张加快，产业竞争也日趋激烈。目前我国有烧碱生产企业二百多家。纯碱是基本化工原料，主要用于生产玻璃，干法制水玻璃，重铬酸钠、硝酸钠，溶浸法制氟化钠、小苏打、硼砂、磷酸三钠，冶炼助熔剂，选矿用浮选剂，炼钢和炼锑用作脱硫剂，印染中用作软水剂，去除油污和丝胶质、色纱织物煮炼剂，搪瓷色素的碱性熔融剂，制革工业用作原料皮的脱脂、中和铬鞣革和提高铬鞣液碱度，合成洗涤剂中的三聚磷酸钠，还用于制造各种磷酸钠盐等。近年来，国内纯碱工业呈现良好发展势头，产量稳步增长，价格也在持续回升，市场需求旺盛，供求关系明显改观。随着我国轻工、化工、建材、冶金等行业的发展，国内纯碱行业取得了长足进展，纯碱产品的总生产能力和产量在逐年增长，2003年我国的纯碱产量首次超过美国跃居世界第一，达到110l万吨，近几年也达到每年8％的增长率。然而，随着市场发展，我国烧碱和纯碱工业在面临机遇的同时也面临严峻挑战，要保持强劲的发展势头，除了着眼全球市场，积极参与国际分工及市场竞争外，提高生产质量也成了重要一环。

1.烧碱质量简述

化学名称：氢氧化钠；俗名：烧碱、苛性钠；分子式：Na()H；分子量：39．996(按79年国际原子量) 性钠；分子式：Na()H；分子量：39．996(按79年国际原子量)生产原料：原盐（分为：液体盐和固体盐），生产原理：采用隔膜法生产烧碱，选用石嚜阳极立式隔膜电解槽。

主要化学反应为：2NaCl+2H2O→2NaOH+C12↑+H2↑生产过程分为盐水制备，食盐溶液电解，碱液蒸发和熬浓，氯氢处理与输送等四大过程，并附有合成盐酸的生产过程。

生产工艺流程简述：首先将蒸发工序来的回收盐，卤水经预热温度控制在65 70℃，自上而下用泵压入化盐桶，同时用斗式提升机将固体盐自上部加入，以维持足够的盐层高度，使盐水通过后达到饱和，含NaCl：315g／l左右，再溢流人缓冲桶，加入精制剂Na2CO3，Na0H，BaCl2，使盐水中ca2+、Mg2+以及sO42-离子生成沉淀析出：CaCO3，Mg(OH)2和BaSO4。盐水进入澄清桶前，加入苛化麸皮助沉。沉清盐水自澄清桶溢流圈流至中和槽，加入盐酸中和，控制PH值在7．5～8，中和盐水泵入精盐水贮槽，供电解使用。论文大全。精制盐水泵入高位槽，经加热至65—85℃后注入电解槽，精盐水在直流电作用下进行电解，产生出氯气，氢气和烧碱。

2.纯碱质量简述

化学名称：碳酸钠；俗名：纯碱、重灰或轻灰；分子式：Na2CO3；分子量：105．99(按79年国际原子量)；生产原料：原盐、氨(NH3)、二氧化碳、水；生产基本原理：该厂采用联合制碱法生产纯碱和氯化氨。联碱法生产采用一次加盐，两次吸氨，一次碳化，两次取出的冷法流程。生产分为两个过程进行：I过程为纯碱生产过程，Ⅱ过程为氯化氨生产过程。两个过程构成一个封闭循环系统，不断投入原料(NH3、NaCl、H2O、CO2)，同时不断地生产出纯碱和氯化氨两种产品。联碱过程，即I和Ⅱ过程：主要化学反应：Na CI+NH3+H20+C02→ NH4Cl十NaHC03↓+95.05kJ／mol与氨碱法不同之处，联合制碱法碳化过滤NaHc03结晶后的滤液还要析出氯化氨。化学反应式：NH4Cl(液)+Nacl(固)→NH4Cl(固)_}Nacl(液)—11．461KJ／mol。

析出氯化氨后，母液返回制碱工序，与制氯化氨过程交替进行，构成一个循环过程，这则是该制碱法的特殊性。论文大全。生产工艺质量流程简述：将Ⅱ过程制备的合格母液Ⅱ送母液Ⅱ喷射吸氨后为氨母液Ⅱ，氨母液Ⅱ在澄清桶内经过澄清后流入氨母液Ⅱ储存桶习惯上称为成品氨，成品氦母液Ⅱ经泵加压并经氨母液Ⅱ加热桶加热到规定温度后进入清洗炭化塔，塔下部通清洗气，使炭化塔结疤得到溶解并起到预炭化的作用，氨母液Ⅱ经清洗炭化塔后为清洗氮母液Ⅱ。清洗氨母液Ⅱ经泵送入制碱塔，下部通人下段气(浓气)，中部通人中段气，生成带有氨母液Ⅱ结晶的悬浮液，由塔底经出碱管取出称为碳化取出液，再经真空滤碱机过滤分离出固体f碳酸氢钠(重碱)，送煅烧炉煅烧得到碳酸钠，包装得到成品纯碱。

煅烧分解出的二氧化碳，氨气及水蒸气的混合气体称为炉气。炉气经除尘，冷却，洗涤，压缩后回到碳化塔作制碱原料，真空滤碱机的滤过碱液(母液Ⅱ)经吸氨送Ⅱ过程制取氯化氨，制氯化氨后的母液(母液Ⅱ)送I过程吸氨进碳化塔制纯碱，如此不断封闭循环则不断生产出纯碱和氯化氨。

3.回收盐

是在隔膜法制烧碱过程中的蒸发过程中得到的，其杂质含量较高，主要影响生产烧碱的杂质为：CA2+、MG2+以及SO42离子，并且含有一定的NaOH。所以现在生产中有精制盐水的这道工序。在实地调研中证实，烧碱生产中采用液体盐代替固体盐，会降低烧碱成本，获得一定的经济效益。论文大全。而在联碱法制纯碱的生产过程中，由于受到系统母液平衡的限制，只能使用周体盐。如果将烧碱蒸发工序回收得到的固体盐送入联碱系统，则联碱法生产纯碱的工艺中将减少固体盐的外供量，从而获得一定的综合经济效益。

【参考文献】

[1]钱志奎·近几年我国纯碱生产技术的发展及发展前景[J]．纯碱工业，2001．

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关键词：锁头山铁矿床，地质特征

 

锁头山铁矿位于安丘市红沙沟镇锁头山，地理坐标为：东经118°54′，北纬36°14′。矿区处于华北地台的沂沭断裂带内，沂水—汤头断裂、安丘—莒县断裂之间，汞丹山断隆西北部。该矿床成因类型属于鞍山式铁矿，矿体主要赋存在泰山岩群柳杭组内。论文参考网。柳杭组（Ar3tL）总体呈带状NE向展布，厚约150m。论文参考网。岩性主要为角闪变粒岩、黑云变粒岩，夹角闪石英片岩、磁铁角闪石英岩、透闪片岩等。

1.矿体特征

锁头山铁矿由10个矿体组成，矿体在柳杭组中呈层状、似层状、透镜状、串珠状分布，尖灭再现分支复合现象明显。矿体延长一般70～660m，延深25～150m，最大延深390m；厚度1.02—31.81m，平均4.49m，厚度变化较大。矿体产状与围岩片麻理基本一致，走向18～50°，一般40°左右，倾向SE，个别矿体局部倾向NW。矿体倾角较陡65～85°，一般70°左右。矿床平均品位TFe 32.41%， mFe 17.88%。1号矿体为锁头山铁矿床主矿体，其资源量占矿床探明资源量的88.46%。

1号矿体：矿体呈层状、似层状、透镜状，沿走向长660m，总体走向40°，倾向SE，倾角70°。向NE分为两支（①-1、①-2）并逐渐由宽变窄至尖灭，向南西合为一支，并与②号矿体呈尖灭再现关系。矿体最大厚度31.81m，最小厚度2.14 m，平均厚度11.27m，厚度变化系数74.25 %。矿体平均品位：TFe为32.74％，mFe为18.03％，单样品最高品位TFe35.74％，mFe25.34％，品位变化系数TFe8.56％，mFe84.58％。

2号矿体：位于锁头山南西，①号矿体南侧，呈透镜状、似层状，沿走向长140m，斜深25m，厚2.56m，走向为40°，倾向SE，倾角71°，矿体形态简单。单样品矿体TFe品位最高33.94%，平均32.90%，mFe最高19.92%，平均18.39%。

2. 矿石特征

1）矿物成分

金属矿物以磁铁矿为主，其次为黄铁矿，非金属矿物主要为石英、角闪石、磷灰石，还有少量碳酸岩矿物、云母、斜长石、绿泥石等。

磁铁矿：含量16%～30%。他形粒状，少许呈半圆形粒状，粒径0.3mm以下，不等粒，主要分布于角闪石中，少数分布于石英间，集合体呈浸染状～条带状分布，构成矿石的条带状构造。

黄铁矿：含量3～5%。他形粒状，粒径0.25mm以下，星点状分布于磁铁矿边缘与磁铁矿共生。

磁赤铁矿：含量1%左右。他形粒状为主，零星分布于磁铁矿晶粒间或边部，交代磁铁矿而成。

石英：含量20%～45%。呈不规则粒状，粒径多在0.1～0.3mm间，近等粒，分布于角闪石条带间，集合体呈层状。晶粒间紧密镶嵌，晶内也常包裹有纤状角闪石。

角闪石：含量30%～50%。他形～半自形柱状，粒径1.2mm以下，不等粒，定向～半定向排列,集合体呈薄层状或条带状,部分被黑云母交代，见有铁质析出。

2）结构构造

矿石结构比较简单，主要有粒状变晶结构、柱状变晶结构。矿石中磁铁矿、石英及少量的黄铁矿等呈不规则粒状分布于矿石中，组成矿石的粒状变晶结构。他形—半自形柱状分布的角闪石及少量的呈短柱状分布的磷灰石等矿物组成柱状变晶结构。

矿石构造主要为条带状构造、浸染状构造。矿石中的暗色矿物和浅色矿物集合体之间各自呈薄层状相间排列，构成矿石的条带状构造。磁铁矿呈浸染状分布于角闪石中构成浸染状构造。

3.矿石工业类型

锁头山铁矿床平均品位为TFe32.41%， mFe17.88%。矿石中TFe含量＜50%，需要进行选矿，按矿石中TFe的含量划分，矿石工业类型为需选铁矿石。

矿床磁性铁（mFe）对全铁（TFe）的平均占有率为55.2%，从选矿工艺要求出发，根据磁性铁(mFe)对全铁(TFe)的占有率，矿石类型为弱磁性铁矿石。

物相分析结果表明，各矿体矿石中硅酸铁（SiFe）、硫化铁（SfFe）和碳酸铁（CFe）三者的质量分数之和各矿体均＞3%。矿床平均之和为10.28%。ω（mFe）/ω(TFe- siFe- sfFe- cFe)= 80.79%，小于85%，为弱磁性铁矿石。

4.矿床成因

新太古代鲁西地区沉积了一套巨厚层含泥、铁质细砂岩夹硅铁质岩含铁砂质建造，构成了是铁质矿物的主要来源。经海水搬运迁移，铁质矿物得到了初步富集。论文参考网。在铁矿形成过程中，本区经历了三期变质作用。第一期以进变质为特点，达低角闪岩相，属于中偏高温变质作用之角闪岩相；第二期变质作用属退变质。地体的推覆抬升，温度与压力增高，普遍表现为退变质，该期变质作用较为普遍，具有过渡特点，一般表现为高绿片岩相；第三期以更低的退变质为主。属于区域低温动力变质作用，为低绿片岩相。在区域变质作用下，铁质进一步活化富集，形成泰山岩群柳杭组层状含铁变质岩组合。

含铁角闪辉石岩形成于新太古代早期。为超铁镁岩浆结晶晚期分异形成的富Fe、V、Ti元素的残余岩浆进一步冷凝而成，矿石中金属矿物磁铁矿、钛铁矿呈浸染状充填于脉石矿物辉石、角闪石晶间，由于岩浆活动金属矿物局部集中形成矿体。

综上所述，本区铁矿是在含铁砂质建造的基础上，经区域变质作用，使铁质进一步富集形成层状铁矿体，矿床类型属“鞍山式”沉积变质铁矿床。

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Abstract： The DDNP wash-drug machine development utilizes Contraflow theory， produces non-dust globular DDNP， increases DDNP free-running property， enhances the quality and safety of the cap manufacturing process， meanwhile accomplishes achieves medicine waste recycling， and the purpose of consumption and emission reduction.

关键词： 反洗；DDNP洗药器；无粉尘球状DDNP；减排降耗；安全

Key words： Contraflow；DDNP wash-drug machine；non-dust globular DDNP；consumption and emission reduction；safety

中图分类号：TJ45+3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）19-0296-02

1 立项原因

二硝基重氮酚（DDNP）是目前我国工业雷管中应用最广的起爆药，但采用DDNP做为起爆药的工业雷管，其生产、贮存及使用环节仍存在着诸多事故隐患，比如生产过程中的意外压爆现象时有发生（尽管概率很低），再加上粉尘大，在卡口工序常常被卡响。[1]因此，研制无粉尘球状DDNP对于提高工业雷管生产、贮存及使用过程中的安全性将具有十分重要的意义，这也是从事雷管工作者长期以来孜孜不倦追求的目标。

多年来，本厂二硝基重氮酚（DDNP）制造中洗药工序由于没有研制出好的洗药方法，一直采用人工直接冲洗，这样洗出的DDNP细药多，流散性差，土语讲就是粉末多，颗粒少，给雷管后续装药造成极大困难，具体表现在两个方面，一是装药药量难以保证，50发管同时装药，有的药量多有的药量少，造成个别雷管起爆能力不足，雷管质量难以保证；二是装药时因为药中粉尘大，装药过程中易将药喷洒在雷管管壳外壁，在后面卡口工序时易卡响，造成安全隐患。本厂过去发生在雷管生产线的爆炸事故约50%是由于浮药或药尘引起的，所以提高DDNP制造质量，制得无粉尘球状DDNP是我厂提高工业雷管产品质量、确保生产安全的重要工作。

2 研究或革新内容及创新点

本厂过去DDNP制药工序洗药采用人工直接冲洗方法，即将50kg DDNP直接放到一个大桶中，从上部用水管直接冲桶中药（装药），像淘米一样让细药从桶口溢出，但由于药在桶中约0.5米厚，且因为药的粒度非常小，只有在显微镜下才能看到，这样药在桶中像一块大饼一样粘在一起，采用手工洗药上部的药能洗到，下部的药就难以洗到，使得细药和结晶不实药粒不能完全从DDNP中分离出来，影响产品质量和生产安全。针对这种情况，我们设计研制一种能够从下部进水，利用反洗工艺达到让全部药都能被冲洗的目的，于是设计了如下洗药装置，使DDNP中细药和结晶不实药粒完全从DDNP中分离出来，达到极佳效果。

洗药器主体是一个不锈钢容器，能同时满足一批洗药量，在容器底部放置一根分布好多小孔的钢管，让带有一定压力的冲洗用水从这根带孔的钢管中喷出，同时调节进水压力及进水速度，使的达到既能让水使全部药能够搅动起来，同时还不致于将药从口部溢出，从这些小孔喷出的水流量在合适时，使所有的DDNP颗粒都能处于翻动并流动状态，就像洗衣机洗衣服一样，使药能经过反复清洗。这样随着水流的上移，由于容器下小上大，截面逐渐增加，水和DDNP的混合液流速由大变小，使DDNP处于缓冲状态，符合要求的DDNP颗粒因比重大而留在底部，细结晶和结晶不实药粒（即细粉末）在水流的作用下从口部溢流到小漏斗，进入收集器。这样就把不符合要求的DDNP粉末及未形成末球状物的药溢出，合格的DDNP颗粒留在洗药器底部，等口部溢出的水中没有悬浮物时，打开洗药器控制节门，即可将合格的DDNP放入贮存容器中，完成洗药过程。

2.1 洗药器材质的选择 由于DDNP制造过程是一个化学反应过程，且有盐酸及其它腐蚀性介质，所以制造容器的材质我们选用耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的不锈钢。

2.2 洗药器结构的选择 受洗衣机原理的启发，洗药器的筒体设计为圆柱形，这样易于将药在水中旋转起来，且不易形成死角，考虑到冲洗水的流速应先快后慢，又设计成下小上大的圆台型。

另外借荐锅炉去离子水的反洗工艺，设计进水从下向上喷出，这样就使底部的药能完全被冲洗，为形成一定水压且药能充分着水，又在底部水管上开了6个小孔，这样喷出的水喷射力强且易于控制。

考虑到DDNP制造过程年废水排放量达5000t，此废水呈暗红色，pH值大于9，其中含有二硝基重氮酚、硝基化合物、硫化钠、酚类等有害物质，直接排入下水道一是会造成环境污染，别外，DDNP颗粒易附着在下水道管壁存在爆炸隐患，介于此我们在上部设计了出水漏斗，在体外另加了药粉沉淀收集箱，将冲洗后的悬浮物通过漏斗流入3级沉淀箱，沉淀后将沉淀下来的细药DDNP收集起来，正好用于引火药的制造，将不含DDNP的废水流入DDNP污水处理站。达到既节约了材料又不污染环境，效果极佳。

2.3 洗药器制作工艺要求 在制作工艺上，有小孔的钢管与容器采用分体结构，所有死角全制成圆弧过渡，便于生产完后清洗。

2.4 本项目的创新点 利用水的湍流原理，将大小不一、比重不同的DDNP细药和结晶不实药粒通过该容器完全从DDNP中分离出来，形成无粉尘颗粒均匀的球状DDNP，达到洗药的目的。

3 经济社会效益

本厂DDNP制造洗药多年一直采用人工用水流直接冲洗，洗出的药均一性差，细药多，使用时吸附现象严重，不仅影响正常生产，而且给安全生产造成重大隐患。采用洗药器洗药后，一是生产出的无粉尘颗粒均匀的球状DDNP均一性好，流散性好，便于装药，使生产使用中浮药和药尘大量减少，解决了我厂多年存在的安全隐患；二是从使用中机器装药量均匀性好，提高了产品质量，确保了用户使用安全；三是人工洗药需两个洗药工，采用洗药器洗药只需一人开关阀门即可，节约了劳动力，降低了劳动强度；四是避免了过去洗药工序污水横流现象，改善了工作环境，通过沉淀后的DDNP废水达到排放标准，使其不污染环境；五是洗药过程中出现的细药，可全部收集做为引火药用药，减少了材料消耗。

4 存在的问题及推广应用前景

由于DDNP属危险爆炸品，所以全国制造生产线没有一家达到全自动控制，我们也只是在制造过程的一个环节上进行了改进，未达到生产自动化，下一步还有待于研究。

制得的DDNP在显微镜下观察基本为球状颗粒，手感颗粒较硬，犹如在形成的雪球外表面滚上一层冰一样，且产品具有粒径均匀、流散性好、易于筛分、不粘附管壁等特点，同时得率（什么意思）有所提高，可达90%左右（以苦味酸做分母），污水量降低，具有一定的经济效益和社会效益，推广前景好。

5 使用效果

目前，无粉尘球状DDNP已累计生产并使用了660批次，累计生产成品雷管3300万发，未发生任何安全质量问题，且装药操作者一致反映这种DDNP流散性好，堆积密度均匀，非常便于装药操作，同时几乎感觉不到粉尘的存在，操作人员戴口罩直接接触该产品，在相当长一段时期内口罩无肉眼可见明显的颜色变化，就是一个有力的证明，因而可以取代原有手工艺洗出的DDNP，从本质上提高了雷管生产过程的安全性。

参考文献：

[1]赵杰.一种ddnp制造技术论文[J].百度，2008，2.

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关键词：超细MgO粉体，水热法，前驱体

 

氧化镁俗称苦土，是一种白色的NaCl型面心立方晶体，晶格常数为0.42 nm，主要以(111)、(200)、(220)三种晶面取向存在，其结构如图1所示。近年来，随着对纳米材料的深入研究，纳米氧化镁因具有一些优异的性能，如热、光、电、力学和化学性能等，被广泛地应用在电子、陶瓷、绝缘材料及催化剂、医药、航空等领域。纳米氧化镁的制备方法有气相、固相、液相法[1-3]。气相法对设备及技术要求较高，能耗大，易污染环境；固相法难以制备粒径较小的产品，对设备的要求也较高；相对来说，液相法操作简单，原料易得，是一种易于工业化的合成方法。在液相法当中，水热法是其中一种制备纳米材料的优秀的合成技术[4]。该法指的是，使反应物的水溶处于一个高温（通常高于100℃）、高压的条件下（通常大于1MPa），引发化学反应的发生，从而制备纳米材料的新方法。通常，该法制备的晶粒发育完整，粒径小且分布均匀。本研究以氯化镁和草酸钠作原料，通过水热反应，制得了草酸镁前驱体，将前驱体经过一定的热处理，得到了质量较好的超细氧化镁纳米粉体。

图1 氧化镁的晶体结构

Fig. 1 Crystal structure of magnesium oxide

1. 实验部分

1.1 试剂和仪器

试剂：Na2C2O4，MgCl2·6H2O。以上试剂均为分析纯，国药集团上海化学试剂公司。

仪器：H-800透射电子显微镜，日本；D/Max-RBX-射线衍射仪，日本；马弗炉，上海贺德试验设备有限公司；高压反应釜，福州市鑫盛机械加工厂；Spectrum 400红外光谱仪，美国；DT-50热分析仪，日本。

1.2 实验方法

称取等摩尔的MgCl2·6H2O、Na2C2O4配成溶液后，放入内衬为聚四氟乙烯的高压釜中（填充度约为60%），在100℃下反应3h后，自然冷却至室温。取出其中的白色沉淀，用蒸馏水和无水乙醇反复洗涤数次（每次将沉淀离心分离），至没有残余的Cl-（可用AgNO3检验），50℃干燥3h，得白色粉末状的固体，即为前驱体草酸镁。把上述制备的前驱体放入坩锅中，在马弗炉中灼烧（500℃以上）3h，即得白色氧化镁纳米粉体。

1.3样品表征

应用D/Max-RB X-射线衍射仪对样品物相进行表征，其条件为：Cu靶，Kα射线，λ=1.541Å，管电压40kV，管电流100mA，扫描速度4°/min，扫描范围(2θ)10-80°；应用H-800透射电子显微镜对样品的形貌和粒径大小进行了表征；应用DT-50热分析仪对前驱体的热分解进行表征，升温速率为10℃/min；应用Spectrum 400红外光谱仪对样品进行表征。

1.4 工艺反应原理

水热反应

C2O42-+ Mg2+ + 2H2O → MgC2O4?2H2O

煅烧分解反应

MgC2O4?2H2O→MgC2O4 + 2H2O

2MgC2O4+ O2 → 2MgO + 4CO2

1.5 MgO的鉴定

下图为MgO的标准XRD图（标准卡4-829），合成的样品与该标准对比，可用来定性鉴定。

图2 MgO的标准XRD图

Fig. 2 XRD of magnesium oxide

2. 结果与讨论

2.1 热重（TG）分析

前驱体的煅烧是制备纳米粉体的关键过程，煅烧温度过低，前驱体不能完全分解，温度过高，会使得粉体颗粒长大。为了确定较好的煅烧温度，对前驱体草酸镁有必要作热分解过程分析。图3是草酸镁的TG曲线图，从图上可以看出，有明显的两次失重过程。第一阶段失重大约发生在160-200℃范围，相应于失去两分子的结晶水，质量损失率约为25%，与理论计算值24.3%相当。第二阶段失重约发生在400-520℃范围，相应当于MgC2O4的完全热分解。两次总质量损失率约为74%，与理论计算值72.9%相当。当温度升高到520℃以上，质量基本上没有变化，说明此时体系中仅有MgO晶相的存在。论文参考网。

图3 MgC2O4?2H2O的热重曲线

Fig. 3 TG curve of MgC2O4?2H2O

2.2 XRD分析

在水热反应的体系中，生成的白色沉淀为纳米氧化镁的前驱体MgC2O4?2H2O[5]。图4中(a)、(b)为前驱体加热到250、350℃时所对应的XRD图。从图上可以明显地看出，在这两个温度下，体系中依然有MgC2O4的存在，且两者的组分相同，这时并没有MgO晶相析出，这与TG分析的结果一致。

图4 前驱体加热时所对应的XRD图. (a) 250℃; (b)350℃

Fig. 4 XRD of the decomposition of precursor. (a)250℃; (b)350℃

图5为前驱体在550、600、650℃灼烧时的XRD图。论文参考网。从图中可以看出，550时前驱体已经分解完全，但其峰形不够尖锐，可见其晶型不够完整。论文参考网。在600和650℃下灼烧时，峰形尖锐，表明结晶良好。根据Scherrer公式D=Kλ/βcosθ（K=0.89，λ=0.1541 nm，β为半峰宽，D为晶粒的平均粒径），可计算出550、600、650℃时灼烧的样品的平均粒径分别为7.3、11.4和12.2 nm。由此可见，随着温度的升高，所得的晶粒粒径逐步变大，这一结果也说明了较高的温度有利于晶体的生长。

利用样品的衍射谱中晶面指数（hkl）为（111）、（200）和（220）的衍射峰和相应的面间距d（2.431、2.111和1.493nm）以及公式d = a/(h2 + k2+l2)1/2，可求得样品的晶格常数a = 0.42nm，这一结果与文献报道一致[6]。

图5 样品在不同温度下的XRD图. (a) 550; (b) 600; (c) 650℃.

Fig. 5 XRD of the sample in different temperatures.(a) 550; (b) 600; (c) 650℃.

2.3 IR分析

图6是前驱体及所得到的纳米氧化镁样品的IR图。从图上可以看出，当前驱体加热到550℃时，草酸镁的特征吸收峰已完全消失。样品在460cm-1有强烈的吸收峰，应为Mg-O的弯曲振动峰，比之常规氧化镁的Mg-O弯曲振动蓝移了10cm-1，而在540cm-1附近的峰为Mg-O的伸缩振动峰，比之常规氧化镁的550cm-1也发生了明显的红移[7]。在3500cm-1的强吸收峰是水的吸收，可能是样品在保存或测试过程中吸收了空气中的水分。在1000-2500cm-1之间的峰，可能是样品吸收了空气中的CO2所致。

图6 红外光谱图. (a)550℃时的MgO; (b)前驱体.

Fig. 6 IR spectrum. (a) MgO at 550℃; (b)precursor.

2.4 TEM分析

图7为在600℃时灼烧的样品的TEM图。从图(a)上可以看出，颗粒细小，产生了明显的团聚现象。产生这种现象的原因，可能是由于颗粒太小，粒子间的距离短，其范德华力大于粒子的重力，从而引起团聚。从图(b)上可以看出，所得颗粒大小较均匀，直径相差不大，约为10-20nm。