【摘要】：我國(guó)可溶性鉀資源匱乏,鉀肥對(duì)外依存度高,嚴(yán)重威脅糧食生產(chǎn)安全。但我國(guó)非水溶性鉀礦資源極為豐富。目前利用非水溶性鉀資源生產(chǎn)鉀肥的瓶頸,主要是能耗高、資源利用率低、副產(chǎn)品附加值不足等,導(dǎo)致生產(chǎn)中經(jīng)濟(jì)效益不夠。為降低非水溶性鉀鹽的提鉀成本,實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用,本課題以貴州銅仁地區(qū)的鉀長(zhǎng)石礦為原料,探索優(yōu)化“助劑焙燒-水浸提鉀”的熔浸提鉀工藝,并利用提鉀尾渣合成了方鈉石沸石分子篩和一種輕質(zhì)吸聲材料,實(shí)現(xiàn)了工藝的閉路循環(huán)和資源的綜合利用,在此基礎(chǔ)上對(duì)長(zhǎng)石-沸石類(lèi)礦物晶相之間的轉(zhuǎn)變機(jī)制進(jìn)行了研究,提出了長(zhǎng)石類(lèi)同源結(jié)構(gòu)的遺傳效應(yīng)理論,以期為長(zhǎng)石類(lèi)礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用,提供技術(shù)與理論上的有利支撐。主要取得了以下成果:1.探索了復(fù)合助劑種類(lèi)、原料粒度、空氣流量以及配料中加入無(wú)煙煤等因素對(duì)熔浸提鉀過(guò)程的影響。在優(yōu)選條件下,鉀提取率可穩(wěn)定在90%以上,最高可達(dá)95.48%。實(shí)驗(yàn)表明,將Na_2CO_3引入Ca Cl_2體系可大大降低Ca Cl_2用量,并顯著提高鉀提取率,其原因是:Na的存在可以降低熔鹽體系熔點(diǎn),進(jìn)而降低反應(yīng)溫度、減小能耗,且Na可以避開(kāi)高濃度的Ca~(2+)濃度梯度,直接與K~+發(fā)生交換。2.以鉀長(zhǎng)石提鉀尾渣為唯一硅源和鋁源,水熱合成了方鈉石和鈣霞石。在溫度80~180℃、時(shí)間3~48 h、Na OH濃度大于10%的范圍內(nèi)可以合成方鈉石。繼續(xù)升高溫度和延長(zhǎng)時(shí)間,方鈉石可向鈣霞石轉(zhuǎn)變。添加適量的鋁源或HF可以強(qiáng)化方鈉石的晶化過(guò)程。其中,添加HF制得的方鈉石對(duì)K~+有良好的選擇性吸附性能:室溫20℃左右時(shí),K~+吸附容量為47.12 mg/g,幾乎不吸附Na~+。3.利用提鉀尾渣合成了一種輕質(zhì)吸聲材料,密度為1.12 g/cm~3。該材料同時(shí)具有多孔吸聲材料和共振吸聲材料的特點(diǎn),具有優(yōu)良的中高頻吸聲性能,800 Hz以上中高頻聲波吸收系數(shù)大于0.6,1200 Hz左右頻率的聲波吸收系數(shù)大于0.95。4.提出了長(zhǎng)石骨架結(jié)構(gòu)的“同源性遺傳效應(yīng)理論”和“Al-O-Si結(jié)構(gòu)中Si-O鍵優(yōu)先斷裂”的骨架解構(gòu)原則。長(zhǎng)石骨架結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定,在熔浸提鉀、水熱晶化、高溫?zé)Y(jié)過(guò)程中,其4、6元環(huán)基本結(jié)構(gòu)保持不變,僅隨反應(yīng)狀態(tài)不同,發(fā)生程度不一的解構(gòu)重組。該理論可以解釋地質(zhì)條件下長(zhǎng)石與沸石的共生轉(zhuǎn)化現(xiàn)象,可為長(zhǎng)石類(lèi)礦物資源的勘探開(kāi)發(fā)及高值化利用提供理論支撐。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TF826.1
【圖文】：

論文結(jié)構(gòu)與性質(zhì)本結(jié)構(gòu)]由基本的硅鋁氧四面體組成。四面體結(jié)構(gòu)由四個(gè)構(gòu)成，每?jī)蓚�(gè)四面體共用一個(gè)氧原子，最終形成Ca2+、Ba2+等陽(yáng)離子充填在空隙中進(jìn)行中和。這，具有較大的流動(dòng)性，因此長(zhǎng)石礦物發(fā)育過(guò)程，象替代現(xiàn)象。長(zhǎng)石的晶體結(jié)構(gòu)如圖 1.1 所示[13]。

圖 1.1 長(zhǎng)石的晶體結(jié)構(gòu)Fig.1.1 The crystal structure of potash feldspar的結(jié)合方式特征為：每個(gè)頂點(diǎn)上的“-O-”只能只能共用一個(gè)頂點(diǎn)而不能共用棱或面；Si 可以l，但一般不能形成 Al-O-Al。，為長(zhǎng)石結(jié)構(gòu)的雙曲柄鏈模型示意圖[12]。

第一章 緒論由圖 1.2 可知，四面體結(jié)構(gòu)單元交錯(cuò)連接形成“雙軸鏈”，每個(gè)鏈由相互平行的環(huán)構(gòu)成，兩個(gè)環(huán)的指向不同。K+、Na+、Ca2+、Ba+離子占據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的空隙，分別形成鉀長(zhǎng)石（K(AlSi3O8)）、鈉長(zhǎng)石（Na(AlSi3O8)）、鈣長(zhǎng)石（Ca(Al2Si2O8)）、鋇長(zhǎng)石（Ba(Al2Si2O8)）四種天然長(zhǎng)石，其中鉀長(zhǎng)石和鋇長(zhǎng)石為正長(zhǎng)石系，晶體結(jié)構(gòu)為單斜晶系，配位數(shù) 8；鈉長(zhǎng)石和鈣長(zhǎng)石為斜長(zhǎng)石系，晶體結(jié)構(gòu)為三斜晶系，配位數(shù) 9。鋇長(zhǎng)石比較罕見(jiàn)，在此不予以討論。圖 1.3 所示為鉀長(zhǎng)石和鈣長(zhǎng)石的骨架結(jié)構(gòu)示意圖[12]。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2796958