【正文】 2 染水體，污染大氣，破壞周邊 環(huán) 境等幾方面。 ① 占用土地 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) ,目前鍶鹽廢渣累計(jì)數(shù)量已達(dá) 4000 多萬(wàn)噸 ,占用大量土地。鍶尾礦和廢渣的堆渣場(chǎng)多鄰近于居民區(qū) ,侵占大量耕地、 林地、居民地和工礦用地。大量的鍶尾礦和廢渣由于長(zhǎng)期的堆放 ,不僅造成環(huán)境污染和成為安全隱患 ,而且一 定程度上阻礙了礦區(qū)生產(chǎn)和交通。 ② 污染水體 鍶礦廢渣堆放過(guò)程中經(jīng)雨水淋浸 ,產(chǎn)生滲出液 ,其中主要污染物 COD、硫化物、鍶及鋇等濃度很高 ,處理難度很大。有的企業(yè) ,工藝廢渣往往隨意傾倒 ,無(wú)固定的堆放場(chǎng) ,造成固體廢物滲濾液直接排入周邊 ,危害農(nóng)田、地表水 ,甚至地下水 ,是鍶鹽工業(yè)重要的水污染源。據(jù)媒體報(bào)道 ,鍶鹽廠(chǎng)密集的地方 ,碳酸鍶廢水流經(jīng)的河段河灘寸草不生 ,河水發(fā)臭 ,農(nóng)民無(wú)法用河水灌溉 ,方圓數(shù)十里內(nèi) ,人畜飲水困難。碳酸鍶廢水 中含有的硫化物對(duì)沿岸農(nóng)作物也有一定影響。廠(chǎng)區(qū)周邊的水稻、小麥產(chǎn)量均減少 ,品質(zhì)也有所下 降。 ③ 污染大氣 鍶尾礦和廢渣中含有少量細(xì)顆粒與細(xì)粉狀物質(zhì) ,這些粉塵遇到干燥大風(fēng)的氣候時(shí) ,被風(fēng)吹起 ,對(duì)礦區(qū)周邊 很大一片區(qū)域造成大氣粉塵污染 。 ④ 破壞周邊環(huán)境 由于鍶尾礦和廢渣的大量堆積以及本身主要是由鈣鎂等礦物質(zhì)組成 ,缺乏有機(jī)質(zhì) ,因此對(duì)周邊原生的生物多樣性產(chǎn)生致命影響 。生物多樣性喪失后 ,受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)會(huì)變得極其緩慢 ,同時(shí)由于滲濾液對(duì)下游和周?chē)貐^(qū)產(chǎn)生污染 ,也間接影響到周?chē)貐^(qū)的生物多樣性 。 鍶尾礦， 廢渣的利用 重慶許多碳酸鍶小企業(yè)采用的是反射爐焙燒和碳酸氫銨碳化工藝，工藝落后，嚴(yán)重。筆者分析了重慶市某鍶礦廢渣中鍶及鋇的含量，結(jié)果為：鍶廢渣中的 Sr2+為 %、 Ba2+為 %。 合理利用鍶礦渣可以在一定程度上減輕鍶廢渣堆積所產(chǎn)生的環(huán)境污染的同時(shí)，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益。 就目前國(guó)內(nèi)外資料來(lái)看鍶礦廢渣主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面 ： ① 從鍶廢渣中回收氯化鍶和硝酸鍶 來(lái)自于浸取工藝的鍶礦廢渣的尚有一定的鍶含量。天青石在碳化時(shí)，因?yàn)檫€原不足造成一部分硫酸鍶轉(zhuǎn)化成碳酸鍶、硅酸鍶、鐵酸鍶、鋁酸鍶等不溶于水的鍶鹽。 為了 充分回收廢渣中的鍶，貯備采用兩步復(fù)分解法。先鹽酸浸取，再用 Na2CO3復(fù)分解。 ④用鍶廢渣鋪路 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 2 近幾年來(lái)，用鍶廢渣鋪路成為了廢渣利用的一大途徑。物理特性研究表明鍶礦廢渣在路面底層、基層混合料中是較好的骨架、填充材料。鍶礦廢渣如果按照嚴(yán)格的施工程序應(yīng)用于道路工程中不僅可以有效降低廢料 SO3 含量不會(huì)造成二次污染，而且很好地解決了存放于露天的廢料的環(huán)境污染問(wèn)題，是這類(lèi)工業(yè)廢料再利用的好途徑。 ⑤用鍶廢渣做水泥配料 鍶礦廢渣總體上是經(jīng)過(guò)高溫焙燒和水急冷，與粉煤灰、高爐礦渣、人工火山灰基本同屬一類(lèi)，屬于 CaOSiO2Al2O3的三元系統(tǒng)。所以可參照粉煤灰制水泥方法，按照適當(dāng)?shù)谋壤渲扑唷? ⑥改善生產(chǎn)工藝減少鍶尾礦的排放量 在鍶鹽加工上，應(yīng)該著力于研究綠色的鍶鹽生產(chǎn)方法，在工藝中循環(huán)利用輔助材料和溶劑水，提高轉(zhuǎn)化率，減少三廢的產(chǎn)生 [20]。比如復(fù)分解法生產(chǎn)碳酸鍶，有轉(zhuǎn)化率高，環(huán)境污染小等顯著特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者以 NH4HCO (NH4)2CO和 Na2CO3為轉(zhuǎn)化劑制備碳酸鍶的工藝進(jìn)行研究，從而克服復(fù)分解法流程長(zhǎng)，成本高及產(chǎn)品雜質(zhì)含量高的缺點(diǎn)。 鍶鐵氧體 磁性催化劑是一類(lèi)具有 磁響應(yīng)特性的催化劑結(jié)合磁性材料和催化材料的特性，應(yīng)具有如下主要性質(zhì) : I、 磁響應(yīng)性 即磁性納米微球?qū)ν饧哟艌?chǎng)的響應(yīng)性。利用磁性納米微球的磁響應(yīng)性，在外加磁場(chǎng)作用下，磁性納米微粒微球可以方便地進(jìn)行分離和磁導(dǎo)向。例如，當(dāng)磁性 Fe3().晶體直徑小于 30nm 時(shí)，具有超順磁性，即在磁場(chǎng)中有較強(qiáng)磁性，在沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)磁性很快消失，從而使催化劑顆粒能夠在磁場(chǎng)中不被永久磁化。 II、 催化特性和穩(wěn)定性能 與傳統(tǒng)的催化劑相比，除了具有一定的催化性能以外，磁體的引 人并不影響催化劑的催化特性和穩(wěn)定性能。對(duì)于納米磁性催化劑而言，納米磁性催化劑不僅應(yīng)具有磁性材料、催化材料的特性和納米材料的特異性能，而且還應(yīng)具有以下主要特征。 (l)尺寸效應(yīng) ： 納米粒子尺寸小，致使催化劑在液相中分散均勻，形成膠體。因此常規(guī)分離方法難以將催化劑分離。(2)表面效應(yīng)和體積效應(yīng) ： 即比表面積效應(yīng)隨著微粒的細(xì)化，其粒徑達(dá)到微米級(jí)甚至納米級(jí)時(shí)，比表面激增，微粒表面官能團(tuán)和活性位密度及選擇性吸附能力變大，達(dá)到吸附平衡的時(shí)間大大縮短，微粒的穩(wěn)定性大大提高。 (3)催化性能和穩(wěn)定性能 ： 與傳統(tǒng)的催化劑相比， 除 了 具有一定的催化性能以外，還應(yīng)具有納米效應(yīng)所賦予的特異的催化活性和選擇性 。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 緒論 1 (4)其他特性 ： 當(dāng)用于生物催化過(guò)程中時(shí)，應(yīng)具有功能基特性、生物相容性等，即可連接具有生物活性的物質(zhì)如酶等，又不影響酶的生物活性。可見(jiàn)，納米磁性催化劑不僅具有了納米材料的優(yōu)異特性，也具有不同于常規(guī)催化劑的優(yōu)異催化活性和磁分離特性。在化工生產(chǎn)過(guò)程中可以強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)和分離過(guò)程，同時(shí)也可以簡(jiǎn)化整個(gè)工藝流程。 鍶鐵氧體的制備方法 超細(xì) SrFe12O19 磁粉是鐵氧體磁體。因?yàn)橄鄬?duì)高的磁晶各向異性而顯示的高飽和磁化強(qiáng)度，高矯頑力和優(yōu)良 的化學(xué)穩(wěn)定性，在永久磁體、高密度垂直記錄介質(zhì)中有廣泛的潛在的應(yīng)用。超細(xì) SrFe12O19磁粉的性能與所用的制備工藝方法有很大的關(guān)系。超細(xì) SrFe12O19磁粉的矯頑力隨粒子尺寸減小而增大，單疇粒子的飽和磁化強(qiáng)度大于多疇粒子的飽和磁化強(qiáng)度。因此，制備具有超細(xì)單疇粒子尺寸、窄的粒子尺寸分布和最小的粒子粘連的粉體得到了廣泛的關(guān)注。通常的工藝方 制備方 法包括共沉淀法、 有機(jī)樹(shù)脂法 、 共沉熔鹽法 、 金屬有機(jī)物水解法、 solgel 法、熱解法、檸檬酸法 ,玻璃晶化法、 自蔓延法 、水熱法、以及微乳液法等。 ① 有機(jī)樹(shù)脂法 (Organic resin method) 把定量的硝酸鐵 溶 解到蒸餾水，加入濃縮的氨 溶 液，水洗沉淀物至 中 性， 再溶 解于濃縮檸檬酸 溶 液，需進(jìn)行適 當(dāng) 加熱，根據(jù)特殊六角 晶 系鋇 鍶 鐵氧體化學(xué)計(jì)量比的要求，添加適量的過(guò)渡金屬和堿 土 氧化物或碳酸鹽。檸檬酸具有強(qiáng)的絡(luò)合性，一般在很短時(shí)間內(nèi)就形成完全均勻的 溶 液，然后添加 百 分之 幾的乙二 醇 溶 液慢 慢 地蒸發(fā)，直至形成粘性 大 的剩余物，在 280～ 300℃加熱這 些 剩余物，使之固化， 再 在 450℃灼燒除去有機(jī)雜物，研磨，然后進(jìn)行高溫?zé)崽幚恚?煅 燒溫度一般在600~1000℃之 間。該方法的特點(diǎn)在于 :(l)可以 用 來(lái)合成出 幾 乎是任何組分的六角品系的鐵氧體 。(2)能保證嚴(yán)格控制化學(xué)計(jì)量比 。( 3)能夠使微量的添加劑分散均勻。 ② 共沉淀法 (Chemical coprecipitation method) 該法利用金屬離子與沉淀劑在溶液 中 進(jìn)行共沉淀反應(yīng)，然后在高溫下 煅 燒得到所需產(chǎn)物，沉淀劑可以是可溶性無(wú)機(jī)堿，也可以是有機(jī)物。這種方法要求的 工藝簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，但該法易于引入雜質(zhì)，形成的沉淀 呈 膠體狀態(tài)難以過(guò)濾和洗滌 。③ 共沉熔鹽法 ( Melt coprecipitation method) 該法是將共沉淀法得到的 Sr2+、 Fe3+或其它金屬離子的氫氧化物與等摩爾比的NaCl, KCl混合均勻，在 700~ 800℃下進(jìn)行高溫反應(yīng)，冷卻后 用 熱水洗去 NaCl、 KCl，干燥后可獲得分散性好、粒徑均勻的六角片狀的鐵氧體粉末。 ④ 水熱法 (Hydrothermal method) 水熱反應(yīng)通常是指在 100℃以上，壓力大于 105Pa，以水為介質(zhì)的異相反應(yīng)。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 緒論 1 在上述水熱條件下進(jìn)行的無(wú)機(jī)合成為水熱合成。水熱反應(yīng)必須是在水或礦 化劑的參與下進(jìn)行的。礦化劑對(duì)水熱反應(yīng)來(lái)說(shuō)是很重要的，它起增大反應(yīng)物的溶解度，參與結(jié)構(gòu)重排，加速化學(xué)反應(yīng)的作用。礦化劑可以是酸、堿或絡(luò)合劑，鹽有時(shí)也作礦化劑。從某種意義上講，水熱反應(yīng)實(shí)質(zhì)上是 化學(xué)傳輸方反應(yīng)。 水熱法要求原料純度高，另外水熱溫度的高低，水熱時(shí)間的 長(zhǎng) 短 對(duì) 產(chǎn)物的純度、顆粒的 大 小及粉末的磁學(xué)性能影響很 大。 ⑤ 金屬有機(jī)物水解法 (Metal anic pound method) 該法以醇鹽為原料，通過(guò)醇鹽水解 (在堿性濟(jì)液 中 ，多以氨水為介質(zhì) )然后熱處理沉淀物，即得 超微粉末。該法的最 大 特點(diǎn)是從物質(zhì)的 溶 液 中 直接分離合成所需的高純度超微粉末 。 利川這種方法合成的超微粉末，顆粒分布均勻，性能優(yōu)異，純度高，而且組成與形狀都易于控制。缺點(diǎn)是原料成本吊貴，金屬有機(jī)物的制備困難，合成周期長(zhǎng)。 ⑥ 玻璃化結(jié)晶法 (Glass crystallization method) 該法是利 用 反應(yīng)物充分混合，在高溫 熔 劑 中 進(jìn)行高溫 熔 融，使之在玻璃化狀態(tài)下進(jìn)行充分反應(yīng)，然后迅速淬火， 用 濟(jì)劑洗去玻璃相以浸取產(chǎn)物。 用 這種方法合成的產(chǎn)物粒徑小，粒度分布性好， 晶 形完整。所以日前利 用 該法進(jìn)行鐵氧體的合成及應(yīng) 用 方而的研究十分活躍。 這種方法 的優(yōu)點(diǎn)是合成的產(chǎn)物純度高。不足之處在于 :反應(yīng)溫度過(guò)高，淬火上藝難以掌握，冷卻后洗滌過(guò)程麻煩。 ⑦ 溶膠凝膠法 ( Sol gel method) 按照日前 對(duì)醇 鹽水解過(guò)程的理解， 溶 膠的形成過(guò)程被概念性的描述如下 :即以醇鹽為原料，在溫和條件下進(jìn)行水解和縮聚反應(yīng)，而隨著縮聚反應(yīng)的進(jìn)行以及 溶劑的蒸發(fā)，具有流動(dòng)性的 Sol逐漸變粘成為略顯彈性的固體 Gel，然后 再 在比較低的溫度下燒結(jié)成為所合成的材料。 Gel的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)在很人程度上決定 了其后的干燥、致密過(guò)程，并最終決定材料的性能。除了通過(guò) 對(duì) 反應(yīng)過(guò)程 工 藝條件的控制來(lái)對(duì) 材料進(jìn)行裁減外，各種化學(xué)添加劑往往被引入到 SolGel 反應(yīng)過(guò)程 中 ，這此添加劑可以改變水解、縮聚反應(yīng)速度，改變 Gel 結(jié)構(gòu)均勻性，同時(shí)也能夠控制其干燥行為。 該法的最大優(yōu)點(diǎn)是 :反應(yīng)溫度低，產(chǎn)物粒徑小，分 布 均勻，且易于實(shí)現(xiàn)高純化，所以近年來(lái)頗受人們的青睞。目前這種方法本身還不太成熟，處理過(guò)程收縮量大，殘留小孔等。最大的缺點(diǎn)是成本高和干燥時(shí)開(kāi)裂。 用 該方法合成超微鐵氧體粉末可以達(dá)到粒徑較小、分布均勻 且 具有較高的磁學(xué)性能。 ⑧ 自蔓延法 (SHS) SHS 制備 SrFe12O19 是利用原料之間的氧化還原反應(yīng)釋放大量反應(yīng)熱推動(dòng)反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，當(dāng)反應(yīng)物一旦被點(diǎn)燃就不再需要外界熱源，反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的熱量預(yù)熱臨重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 緒論 1 近反應(yīng)區(qū) (又稱(chēng)預(yù)熱區(qū) )的原料，當(dāng)燃燒波到達(dá)預(yù)熱區(qū)時(shí)，預(yù)熱區(qū)就會(huì)被點(diǎn)燃并開(kāi)始反應(yīng)，反應(yīng)熱又傳導(dǎo)到下一個(gè)預(yù)熱區(qū)，這樣周而復(fù)始地形成良性循環(huán)，直至整個(gè)反應(yīng)完全。 從以上方法得知： 溶膠一凝膠方法具有原料分子水平混合、反應(yīng)溫度低、生成物組成和離子代換容易控制、粒徑小、粒度分布窄以及磁性能優(yōu)良等特點(diǎn)，是制備納米 鍶 鐵氧體超微粉體的理 想方法 。 乙酸正丁酯 乙酸正丁酯的 性質(zhì)和用途 乙酸正丁酯，又稱(chēng) “醋酸丁酯 ”,簡(jiǎn)稱(chēng) “丁酯 ”。無(wú)色