銣是重要的稀有金屬和戰(zhàn)略性新興產業(yè)金屬。我國銣礦資源相對豐富,但品位低,多以伴生資源產出,開發(fā)利用難度大。目前銣主要從銫榴石和鋰云母提取銫、鋰的中間產物中回收。近年來一些文獻報道了采用氯化焙燒法從云母、長石、高嶺土等鋁硅酸鹽礦物中提取銣。然而,目前的研究基本只關注銣的回收,而沒有考慮礦石中宏量元素鉀、鋁、硅的資源化利用,導致資源的綜合利用程度較低。此外氯化焙燒法還存在設備易腐蝕,廢渣、氯化氫廢氣、高鹽廢水產出量大、難處理的問題。因此,開發(fā)清潔高效的銣提取技術具有重要意義。近期在國內某地首次發(fā)現(xiàn)了一大型獨立銣礦,本文針對該銣礦的資源綜合利用開展了系統(tǒng)研究。首先,借助XRD、ICP、SEM-EDS、EPMA、TG-DSC等化學物相分析方法,對銣礦進行了系統(tǒng)的工藝礦物學研究,確定了銣礦主要組成礦物及目標元素賦存狀態(tài):銣礦主要組成礦物為石英、鉀長石及云母,礦物組成符合花崗巖的特征;銣主要以類質同象取代鉀的位置分別存在于黑云母、白云母及鉀長石中。礦物組成及銣、鉀的賦存狀態(tài)決定了要實現(xiàn)銣、鉀的高效提取,須同時破壞云母及長石的物相結構。其次,根據(jù)酸浸分解云母及鉀長石的熱力學計算結果,進行了銣礦酸浸探... 

【文章來源】：北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：167 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻綜述
    2.1 銣的性質及用途
        2.1.1 銣的性質
        2.1.2 銣的用途
    2.2 銣的消費
    2.3 銣的資源分布
    2.4 銣的提取
        2.4.1 銫榴石提銣
        2.4.2 鋰云母提銣
        2.4.3 鹵水提銣
        2.4.4 其它礦物原料提銣
    2.5 利用礦物原料合成沸石分子篩
    2.6 溶液脫硅及人工合成硅灰石
        2.6.1 溶液脫硅
        2.6.2 人工合成硅灰石
    2.7 水溶液中銣的分離提取
        2.7.1 分步結晶法
        2.7.2 沉淀法
        2.7.3 離子交換法
        2.7.4 溶劑萃取法
    2.8 水溶液中鉛的脫除
    2.9 本論文研究意義及研究內容
3 銣礦工藝礦物學研究
    3.1 實驗部分
        3.1.1 實驗原料與儀器
        3.1.2 實驗方法
    3.2 物相分析
        3.2.1 X射線衍射分析
        3.2.2 掃描電鏡-能譜分析
        3.2.3 電子探針分析
        3.2.4 光學顯微鏡分析
    3.3 差熱-熱重分析
    3.4 本章小結
4 酸堿聯(lián)合法提取銣礦中銣鉀元素
    4.1 實驗部分
        4.1.1 實驗原料與儀器
        4.1.2 實驗方法
        4.1.3 分析方法
    4.2 直接酸浸探索實驗
        4.2.1 酸浸法提取銣鉀的熱力學基礎
        4.2.2 硫酸浸出
        4.2.3 硝酸浸出
        4.2.4 鹽酸浸出
    4.3 酸堿聯(lián)合法
        4.3.1 酸堿聯(lián)合法提取銣鉀的熱力學基礎
        4.3.2 濃硫酸熟化
        4.3.3 還原焙解
        4.3.4 水浸
        4.3.5 堿浸
        4.3.6 酸堿聯(lián)合法提取銣鉀的反應機理
    4.4 本章小結
5 堿法提取銣礦中銣鉀元素
    5.1 實驗部分
        5.1.1 實驗原料與儀器
        5.1.2 實驗方法
        5.1.3 分析方法
    5.2 水熱堿浸
        5.2.1 浸出溫度的影響
        5.2.2 NaOH濃度的影響
        5.2.3 礦石粒徑的影響
        5.2.4 液固比的影響
        5.2.5 浸出時間的影響
        5.2.6 攪拌速度的影響
        5.2.7 添加劑的影響
        5.2.8 浸出過程中鋁、硅的元素走向
        5.2.9 水熱堿浸過程物相轉變及反應機理研究
        5.2.10 酸堿聯(lián)合法與堿法工藝的比較
    5.3 銣礦浸出動力學
        5.3.1 浸出動力學方程
        5.3.2 動力學實驗與討論
    5.4 本章小結
6 堿法浸出液脫硅制備硅灰石及萃取分離銣鉀
    6.1 實驗部分
        6.1.1 實驗原料與儀器
        6.1.2 實驗方法
        6.1.3 分析方法
    6.2 浸出液脫硅
        6.2.1 脫硅原理
        6.2.2 溫度的影響
        6.2.3 反應時間的影響
        6.2.4 CaO用量的影響
    6.3 水化硅酸鈣高溫相變
    6.4 溶液脫硅及制備硅灰石反應機理
    6.5 銣的萃取
        6.5.1 萃取劑的選擇
        6.5.2 萃取機理
        6.5.3 溶液堿度的影響
        6.5.4 稀釋劑的影響
        6.5.5 萃取劑濃度的影響
        6.5.6 萃取相比的影響
        6.5.7 萃取時間的影響
        6.5.8 銣萃取等溫線
    6.6 鉀的洗滌
        6.6.1 洗滌相比的影響
        6.6.2 洗滌等溫線
    6.7 分餾萃取模擬實驗
    6.8 負載銣有機相的反萃
        6.8.1 HC1濃度的影響
        6.8.2 反萃相比的影響
    6.9 銣萃余液回收鉀
        6.9.1 鉀的萃取
        6.9.2 鈉的洗滌
        6.9.3 負載鉀有機相的反萃
    6.10 鉀萃余液回用
    6.11 本章小結
7 銣礦浸出渣吸附鉛
    7.1 實驗部分
        7.1.1 實驗原料與儀器
        7.1.2 實驗方法
        7.1.3 分析方法
    7.2 銣礦浸出渣的表征
    7.3 吸附動力學
    7.4 浸出渣用量的影響
    7.5 平衡pH的影響
    7.6 溫度的影響
    7.7 吸附等溫線
    7.8 吸附渣的沉降
    7.9 本章小結
8 結論與創(chuàng)新點
    8.1 結論
    8.2 創(chuàng)新點
參考文獻
作者簡歷及在學研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3192622