發(fā)布時間：2017-12-04 07:23

  本文關鍵詞：超聲波—微波輔助酸浸提純硅藻土的試驗研究

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【摘要】：硅藻土是硅藻生物死亡后經(jīng)過萬年堆積而形成的一種化石性礦物,成礦后保持了硅藻原有的均勻多孔結構,其比表面積高、吸水性強、化學穩(wěn)定性好,現(xiàn)已成為一種重要的非金屬礦物材料。隨著相關行業(yè)的發(fā)展,對硅藻土品質(zhì)的要求越來越高,如何高效地生產(chǎn)高純度的硅藻土成為了當今非金屬礦研究的一個重要分支。本文結合硅藻土性質(zhì),以吉林長白出產(chǎn)的硅藻土礦為原料,對硅藻土礦提純過程中的擦洗、酸浸、煅燒等工序進行試驗研究,旨在為開發(fā)高效高純的提純方法提供技術途徑和試驗數(shù)據(jù)。試驗采用超聲波輔助對硅藻土礦進行擦洗,并與普通擦洗方法進行對比；在微波場中對硅藻土進行酸浸提純,研究了微波功率、酸濃度、酸浸時間以及不同提純方法等對硅藻土純度的影響,通過正交試驗探究了微波功率、酸濃度、酸浸時間、固液比等因素對硅藻土純度的影響；最后通過對比燒失量、物相、微觀形貌及表面官能團,對硅藻土最適合煅燒溫度進行了研究。研究結果表明：超聲波與適量分散劑配合使用,可顯著提高硅藻土礦擦洗效率：超聲波擦洗1 min與攪拌擦洗50 min的效果相當,超聲法擦洗最佳時間為5 min；微波可以顯著強化硅藻土酸浸提純過程,且微波功率與酸浸時間對硅藻土純度的影響作用最大；運用1stOpt軟件對試驗數(shù)據(jù)進行擬合,得到了硅藻土在微波場中酸浸后成分的公式：SiO2含量與各影響因素間的關系為ySiO2=-0.1083x12+1.6133x1+6.7739lnx2+ 3.8824lnx3+33.6602,相關因素0.9692；Fe2O3含量與各影響因素之間的關系為yFe2O3=-0.0004x12-0.0358x1+427.1026x2-1.5836-1.2591lnx3+5.9212,相關因素0.9935,其中x1、x2、x3分別代表微波功率、鹽酸濃度、酸浸時間；試驗得到適合工業(yè)生產(chǎn)的最佳提純條件：微波385 W、鹽酸濃度4 mol/L,酸浸時間60 min,固液比1：4,此條件下得到的硅藻土成分為91.17% SiO2、0.69% Fe2O3、3.04% Al2O3,硅藻殼微觀結構明顯且完整,比表面積達到29.552 m2/g,堆密度0.3947 g/cm3；確定最佳煅燒溫度為750℃,在此溫度下煅燒,硅藻殼中孔結構完全打開。根據(jù)市場現(xiàn)有設備產(chǎn)品,推薦實際生產(chǎn)中采用工業(yè)級超聲波清洗器作為擦洗設備、采用工業(yè)微波反應釜作為酸浸設備。本文通過大量試驗,得到了超聲波-微波輔助法提純硅藻土的最佳提純條件、并針對此法應用于實際工業(yè)生產(chǎn)中提出了合理的建議,為之后硅藻土礦甚至相關非金屬礦的提純研究提供了重要的依據(jù)。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD985

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本文編號：1250209