隨著新能源材料及電動汽車行業(yè)的飛速發(fā)展,世界對鋰的需求暴增。鹽湖鋰資源由于處于高海拔環(huán)境惡劣地區(qū),產能擴大受到很多的局限。開發(fā)高效鋰礦石提鋰技術是滿足世界新能源發(fā)展的重要途徑。目前礦石提鋰工藝都存在能耗高、綜合利用低、低品位鋰礦石開發(fā)難度大等問題。本研究基于項目組前期研究的氟化學法低品位鋰礦石提鋰新技術方向,首次提出在氣液固多相反應管道反應器體系下開展鋰云母氟化學法提鋰技術的相關研究。研究表明:鋰云母在鋰云母-氟硅酸-硫酸反應體系下,常溫（25℃）下晶格基本被完全破壞;熱力學計算AGT（?）（298K）=-81933.36J/mol（以1molHF計）,表明該反應在低溫下即可自發(fā)進行。對該反應體系下管道反應器流體及氟在流體反應體系中的狀態(tài)分析表明,氟元素作為破壞鋰云母晶體結構的關鍵成分,其在反應過程中是以氟化氫、氟化鹽、四氟化硅、氟硅酸等多種氣液固形式在反應體系中進行轉換,其中氟化氫與四氟化硅易于在一定溫度的硫酸體系下?lián)]發(fā),但也易溶于水,管道反應器使過程中揮發(fā)的含氟氣體可在流動過程中又被吸收到反應溶液體系繼續(xù)參與氟化學反應腐蝕鋰云母,從而促進鋰云母的反應,很好的解決了傳統(tǒng)釜式攪拌反應器... 

【文章來源】：福州大學福建省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
    1.1 鋰及其化合物的應用概述
    1.2 鋰資源分布及其開發(fā)利用情況
        1.2.1 鹽湖鋰資源分布及開發(fā)利用情況
        1.2.2 礦石鋰資源分布及開發(fā)利用情況
        1.2.3 我國鋰資源分布及開發(fā)利用情況
    1.3 提鋰工藝概述
        1.3.1 鹽湖提鋰工藝
            1.3.1.1 沉淀法
            1.3.1.2 煅燒法
            1.3.1.3 碳化法
            1.3.1.4 溶劑萃取法
            1.3.1.5 吸附法
            1.3.1.6 膜分離法
        1.3.2 礦石提鋰工藝
            1.3.2.1 石灰石燒結法
            1.3.2.2 純堿壓煮法
            1.3.2.3 硫酸法
            1.3.2.4 氟化學法
            1.3.2.5 氯化焙燒法
            1.3.2.6 硫酸鹽法
    1.4 多相反應器
        1.4.1 氣液固反應類型
        1.4.2 氣液固反應器類型
            1.4.2.1 固定床氣液固反應器
            1.4.2.2 氣液固懸浮反應器
    1.5 課題來源及主要研究內容
    1.6 本課題的創(chuàng)新之處
第二章 實驗儀器和分析方法
    2.1 實驗儀器及試劑
        2.1.1 實驗儀器
            2.1.1.1 計量泵
            2.1.1.2 氣流粉碎機
            2.1.1.3 激光粒度儀
        2.1.2 實驗試劑
    2.2 分析方法
        2.2.1 原子吸收分光光度計
        2.2.2 掃描電鏡
        2.2.3 X射線粉末衍射儀
        2.2.4 熱重分析儀
    2.3 本章小結
第三章 鋰云母氟化學法可行性研究
    3.1 引言
    3.2 鋰云母氟化學提鋰機理研究
        3.2.1 鋰云母空間結構
        3.2.2 SEM表征結果與分析
        3.2.3 XRD表征結果與分析
        3.2.4 紅外表征及分析
    3.3 鋰云母氟化學法提鋰熱力學研究
        3.3.1 熱力學經典計算方法
            3.3.1.1 應用標準反應熱效應計算
            3.3.1.2 應用標準反應熵差和標準反應熱效應計算
        3.3.2 △H_T~θ和△G_T~θ的計算
    3.4 本章小結
第四章 多相管道反應器流化態(tài)研究
    4.1 引言
    4.2 多相管道反應器機理研究
    4.3 多相管道反應流化態(tài)研究
        4.3.1 粘度估算
        4.3.2 臨界流化速度u_(mf)
            4.3.2.1 關聯(lián)式計算法
        4.3.3 帶出速度u_t
        4.3.4 粒徑對帶出速度的影響
    4.4 本章小結
第五章 鋰云母多相反應器提鋰工藝研究
    5.1 引言
    5.2 實驗原料及方法
        5.2.1 實驗原料
            5.2.1.1 原礦成分分析
            5.2.1.2 原礦粒徑分析
            5.2.1.3 原礦XPS能譜分析
        5.2.2 實驗試劑
        5.2.3 實驗儀器
        5.2.4 實驗方法
            5.2.4.1 實驗流程
            5.2.4.2 實驗實物圖
            5.2.4.3 數(shù)據(jù)處理方法
        5.2.5 分析方法
    5.3 結果分析與討論
        5.3.1 單因素優(yōu)化實驗
            5.3.1.1 氟硅酸濃度對鋰提取率的影響
            5.3.1.2 氟硅酸與礦粉的質量比對鋰提取率的影響
            5.3.1.3 硫酸與礦粉質量比對提鋰率的影響
            5.3.1.4 硫酸濃度對提取率的影響
            5.3.1.5 反應溫度對提鋰率的影響
            5.3.1.6 反應時間對提鋰率的影響
            5.3.1.7 鋰云母礦粉粒徑對提鋰率的影響
    5.4 鉀鋁及其他稀有貴金屬提取率
    5.5 本章小結
第六章 鋰云母提鋰溶出工藝及氟循環(huán)研究
    6.1 引言
    6.2 實驗原料及儀器
        6.2.1 實驗原料
        6.2.2 實驗儀器
    6.3 實驗部分
        6.3.1 實驗方法
        6.3.2 溶出率計算公式
    6.4 實驗結果與討論
        6.4.1 鋰溶出工藝條件研究
            6.4.1.1 液固比對鋰溶出率的影響
            6.4.1.2 溫度對鋰溶出率的影響
            6.4.1.3 時間對鋰溶出率的影響
            6.4.1.4 攪拌速度對鋰溶出率的影響
    6.5 氟循環(huán)研究
        6.5.1 不溶物料中氟的特征分析
            6.5.1.1 不溶物料成分分析
            6.5.1.2 不溶物料XRD分析
            6.5.1.3 煅燒溫度對氟含量的影響
            6.5.1.4 氟循環(huán)率及鋰云母礦中氟的揮發(fā)率的計算
            6.5.1.5 不溶物料熱重分析
            6.5.1.6 不溶物料比表面分析
            6.5.1.7 不溶物料粒徑分析
    6.6 本章小結
結論與展望
    結論
    展望
參考文獻
致謝
個人簡歷



本文編號：3180496