水氯镁石电解制备高纯氢氧化镁的反应过程与电流效率损失机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21878045
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0816.资源、环境与生态化工
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

A large of brine with rich magnesium chloride is uncontrolled emission from potassium fertilizer extraction which use salt lakes brine as raw materials. The brine is to be formed to bischoffite by dried and evaporated naturally; it is not only cause magnesium resources waste, but also cause serious damage to the ecological environment of Salt Lake, and it is be called "magnesium harm". The market demand of high-purity magnesium hydroxide is increasing year by year, because of its excellent performances. In order to solve magnesium pollution and obtain high value-added product, a novel electrolysis preparation of high-purity magnesium hydroxide process is developed, which use bischofite as raw materials. The mechanisms of electrode reaction,mass transfer and growth for Mg(OH)2 will be investigated based on thermodynamics, electrochemistry, kinetics, crystallography,fluid mechanics and also combined with advanced material structure testing technology. Effects of electrolysis process conditions and impurity ions (Li+, Na+, K+, Ca2+ and BO33-) on current efficiency and performances of Mg(OH)2 will be explored. Simultaneous optimization method for current efficiency and performances of Mg(OH)2 will be obtained. Theory system of electrolysis preparation of high-purity Mg(OH)2 will be established. Previous fundamental research will provide the theoretical basis for comprehensive utilization and safe disposal of salt lakes bischofite.
盐湖资源提钾过程中无节制排放大量富含氯化镁的卤水,经自然蒸发形成水氯镁石,不仅造成镁资源浪费,而且对盐湖生态环境造成严重破坏,业内称之为“镁害”。而高纯氢氧化镁由于其优良性能,市场需求量逐年递增。据此,本项目提出一种水氯镁石电解制备高纯氢氧化镁的新工艺以期实现增值化消除“镁害”。基于热力学、电化学、动力学、晶体学、流体力学结合先进的物质结构测试技术,明晰氯化镁电解的电极过程、传质规律、Mg(OH)2生长机制;揭示电解工艺条件、Li+/Na+/K+/Ca2+/BO33-非镁阳离子对电流效率及Mg(OH)2物性特征的影响规律;掌握电流效率与Mg(OH)2物性特征同步优化的调控机制。建立较为完善的盐湖提钾水氯镁石电解法制备高纯氢氧化镁的基础理论体系,为实现盐湖水氯镁石的综合利用和无害化处理提供理论基础。

结项摘要

盐湖提钾过程中排放的大量含氯化镁废卤水,经自然蒸发形成水氯镁石,不仅造成镁资源浪费,而且对盐湖生态环境造成严重破坏,业内称之为“镁害”。而高纯氢氧化镁由于其优良性能,市场需求量逐年递增。据此,本项目提出一种水氯镁石电解制备高纯氢氧化镁的新工艺以期实现增值化消除“镁害”。研究了电解工艺条件、杂质离子对电流效率及Mg(OH)2物性特征的影响规律。电流效率低的原因有:低Mg2+浓度时,OH-与Mg2+结合生成Mg(OH)64-;电解温度低时,溶液粘度高,离子扩散速度慢;电流密度低时,氢氧化镁生长速率慢;但较高的Mg2+浓度(>0.5mol/L)、电流密度(>0.05A/cm2)及温度(>40℃)又会使产物氢氧化镁聚集严重粘结极板;Ca2+,BO33-严重影响电解过程及氢氧化镁纯度;Na+、K+、Li+对电流效率及产物纯度影响不显著,SO42-能使氢氧化镁以多孔网状生长,且观察到以层岛复合状和完整光滑界面机制进行生长;.成核过程研究发现:温度越高氢氧化镁成核诱导期越短,温度恒定时电流密度是成核过程的主导因素,结晶初期高电流密度及温度会促进晶核形成,相同电流密度条件下升高温度有利于晶体长大;活性剂PEG对氢氧化镁晶体生长有规范作用,但浓度大于0.6g/L时,会形成复杂络合物覆盖电极活性位点;氢氧化镁在500℃/保温时间1h直接煅烧所得氧化镁活性最高,平均粒径27.6nm,比表面积51.15m2/g;.数值模拟研究发现,气体流动受极板放置深度影响,增大极板放置深度更有利于传质。气泡上浮过程中存在横向弥散行为,气泡幕覆盖极板表面,产生不利影响;形成了水氯镁石电解制备氢氧化镁扩试平台,优化条件下可达电流效率84%,电耗8105 kWh/t,产物氢氧化镁粒度均匀,纯度99.4%,白度95.8,从工艺及装备方面为工业级水氯镁石电解槽提供设计依据。基于上述研究成果建立了较为完善的盐湖提钾水氯镁石电解法制备高纯氢氧化镁的基础理论体系,为实现盐湖水氯镁石的综合利用和无害化处理提供理论基础。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
电沉积制备氢氧化镁多物理场的数值模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    东北大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    左晋松;狄跃忠;耿佃桥
  • 通讯作者:
    耿佃桥
“碳中和、碳达峰”背景下真空铝热还原炼镁的未来发展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    真空
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王耀武;狄跃忠;尤 晶;彭建平
  • 通讯作者:
    彭建平
Study on the Cathodic Behavior of Impurities in the Process of Aluminum Extraction by Soluble Anode Electrolysis
可溶阳极电解提铝过程中杂质的阴极行为研究
  • DOI:
    10.1149/1945-7111/ac74e3
  • 发表时间:
    2022-06-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Huang, Yuyao;Wang, Yaowu;Peng, Jianping
  • 通讯作者:
    Peng, Jianping
青海盐湖水氯镁石溶液物理化学性质的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    轻金属
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭丽莉;涂赣峰;冯乃祥;狄跃忠
  • 通讯作者:
    狄跃忠
Effect of Polyethylene Glycol on Preparation of Magnesium Hydroxide by Electrodeposition.
聚乙二醇对电沉积制备氢氧化镁的影响
  • DOI:
    10.3390/ma15093278
  • 发表时间:
    2022-05-03
  • 期刊:
    Materials (Basel, Switzerland)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
  • 通讯作者:

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

KF/LiF对铝电解阴极渗透的影响
  • DOI:
    10.13662/j.cnki.qjs.2020.04.007
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    轻金属
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谭廷忠;黄健斌;狄跃忠;刘柯佳;冯乃祥
  • 通讯作者:
    冯乃祥
真空热还原处理铝电解槽废防渗料的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    轻金属
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘佳智;王耀武;张立达;狄跃忠;彭建平
  • 通讯作者:
    彭建平
真空铝热还原炼锂新工艺中富锂熟料的制备
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    东北大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    狄跃忠;唐成伟;赵康;冯乃祥
  • 通讯作者:
    冯乃祥
真空铝热还原Li5AlO4制取金属锂的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    真空科学与技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    狄跃忠;彭建平;王耀武;冯乃祥
  • 通讯作者:
    冯乃祥
铝电解槽废耐火材料的危害与处理方法的研究现状
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    矿产保护与利用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王耀武;桓书星;狄跃忠;彭建平
  • 通讯作者:
    彭建平

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

狄跃忠的其他基金

以氢氧化锂为原料铝热炼锂新工艺的基础研究
  • 批准号:
    51304044
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码