低共熔溶劑型離子液體浸出氧化鋅礦的研究
發(fā)布時間:2022-01-25 00:26
鋅主要用于鍍鋅保護和電池制造工業(yè),其生產(chǎn)主要以硫化鋅礦為原料。隨著硫化鋅礦資源的日益枯竭,氧化鋅礦的開發(fā)利用越來越受到重視。,采用酸性溶劑處理氧化鋅礦將使大量堿性脈石和硅酸鹽被浸出,不僅耗酸量巨大、而且礦漿的液固分離困難,而采用氨類溶劑可避免堿性脈石及硅酸鹽的浸出。低共熔溶劑(Deep Eutectic Solvents, DESs)是近年發(fā)展起來的一類新型的綠色溶劑,一些DESs對ZnO具有選擇性溶解能力,因而可作為氧化鋅礦潛在的浸出溶劑。隨著氨法冶煉在有色金屬中的應(yīng)用,氨性浸出在氧化鋅礦的處理方面受到重視。本文以云南蘭坪氧化鋅礦為原料,分別采用氯化膽堿-尿素、氯化膽堿-水合草酸DESs型離子液體以及氨-硫酸銨-水溶液為浸出劑浸出氧化鋅礦中的鋅。研究的主要內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)合成了1ChCl:2Urea、1ChCl:1H2C2O4·2H2ODESs,測定了它們的熔點、黏度、密度等物化性質(zhì),分析表明1ChCl:2Urea、1ChCl:1H2C2O4·2H2O分別在200℃、150℃以內(nèi)是熱穩(wěn)定的。(2)采用1ChCl:2Urea DES浸出氧化鋅礦,通過單因素實驗和正交實驗得到較優(yōu)的...
【文章來源】:昆明理工大學云南省
【文章頁數(shù)】:118 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 概述
1.1.1 鋅的物化性質(zhì)與用途
1.1.2 鋅礦資源概述
1.2 鋅的冶煉工藝概述
1.3 氧化鋅礦處理及研究現(xiàn)狀
1.3.1 氧化鋅礦的火法冶煉
1.3.2 氧化鋅礦的濕法冶煉
1.4 離子液體概述及其在礦石處理方面的應(yīng)用
1.4.1 離子液體定義及其應(yīng)用領(lǐng)域
1.4.2 離子液體分類
1.4.3 離子液體物化性質(zhì)
1.4.4 離子液體在礦石處理方面的應(yīng)用
1.5 本文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
1.5.1 本文主要研究內(nèi)容
1.5.2 創(chuàng)新點
第二章 實驗及研究方法
2.1 試劑
2.2 實驗儀器及設(shè)備
2.3 實驗原料
2.3.1 化學分析
2.3.2 物相分析
2.3.3 微觀形貌
2.3.4 紅外光譜測試
2.4 實驗方法
2.4.1 溶解平衡實驗
2.4.2 浸出實驗
2.4.3 氧化鋅礦浸出動力學實驗
2.5 分析和表征
2.5.1 化學分析
2.5.2 元素分析
2.5.3 粒度分析
2.5.4 紅外光譜分析
2.5.5 熱分析
2.5.6 質(zhì)譜分析
2.5.7 XRF檢測
2.5.8 XRD檢測
2.5.9 SEM檢測
第三章 氯化膽堿-尿素低共熔溶劑型離子液體浸出氧化鋅礦的實驗研究
3.1 引言
3.2 1ChCl:2Urea DES的制備及物化性能測定
3.2.1 離子液體的合成
3.2.2 離子液體的物化性能測定
3.3 1ChCl:2Urea DES對氧化鋅礦的浸出
3.3.1 1ChCl:2Urea DES對金屬氧化物和鹽的溶解
3.3.2 1ChCl:2Urea DES浸出氧化鋅礦的正交實驗
3.3.3 1ChCl:2Urea DES浸出氧化鋅礦的單因素實驗
3.3.4 優(yōu)化條件
3.4 浸出渣的成分及物相
3.4.1 浸出渣的化學成分
3.4.2 浸出渣的物相組成
3.4.3 浸出渣的礦物微觀形貌及元素分布
3.4.4 浸出渣紅外分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 氯化膽堿-草酸低共熔溶劑型離子液體浸出氧化鋅礦的實驗研究
4.1 1ChCl:1H_2C_2O_4·2H_2O DES的制備及物化性能測定
4.1.1 離子液體的合成
4.1.2 離子液體物化性能測定
4.2 1ChCl:1H_2C_2O_4·2H_2O DES對氧化鋅礦的溶解
4.2.1 1ChCl:1H_2C_2O_4·2H_2O DES對ZnO的溶解
4.2.2 1ChCl:1H_2C_2O_4·2H_2O DES浸出氧化鋅礦的單因素實驗
4.3 浸出渣的成分及物相
4.3.1 X射線衍射檢測
4.3.2 紅外光譜分析
4.3.3 粒度分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 氨-硫酸銨體系浸出氧化鋅礦的實驗研究
5.1 引言
5.2 浸出實驗研究
5.2.1 工藝條件對Zn浸出率的影響
5.2.2 響應(yīng)曲面實驗設(shè)計
5.3 浸出反應(yīng)機制
5.4 浸出動力學
5.4.1 引言
5.4.2 結(jié)果與討論
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄 攻讀碩士學位其間主要科研成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]NH3-NH4Cl-H2O體系氧化鋅礦柱浸試驗研究[J]. 王瑞祥,余攀,曾斌,王志剛,阮建國. 有色金屬(冶煉部分). 2013(11)
[2]質(zhì)子型離子液體N,N-二甲基乙醇胺丙酸鹽的密度、粘度及電導率(英文)[J]. 李長平,李琢,鄒本雪,劉青山,劉曉霞. 物理化學學報. 2013(10)
[3]離子液體1-甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸鹽和1,2-二甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸鹽的熱力學和電導性質(zhì)研究[J]. 吳止境,張鑫源,楊楊,陸瑩,李美超,張慶國. 化學試劑. 2013(08)
[4]Electrodeposition of zinc coatings from the solutions of zinc oxide in imidazolium chloride/urea mixtures[J]. ZHENG Yong1,2, DONG Kun1,2, WANG Qian1, ZHANG SuoJiang1, ZHANG QinQin1,2 & LU XingMei1* 1Beijing Key Laboratory of Ionic Liquids Clean Process; State Key Laboratory of Multiphase Complex Systems; Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China 2College of Chemistry and Chemical Engineering, Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China. Science China(Chemistry). 2012(08)
[5]硅鋅礦在(NH4)2SO4-NH3-H2O體系中高液固比下的浸出動力學[J]. 劉志宏,曹志閻,劉智勇,李啟厚,李玉虎. 中南大學學報(自然科學版). 2012(02)
[6]離子液體[Cnpy][NTf2](n=2,4,5)的動力粘度和電導率(英文)[J]. 劉青山,顏佩芳,楊淼,譚志誠,李長平,WELZ-BIERMANN Urs. 物理化學學報. 2011(12)
[7]硅鋅礦在(NH4)2SO4-NH3-H2O體系中的浸出機理[J]. 劉智勇,劉志宏,曹志閻,李啟厚,楊天足. 中國有色金屬學報. 2011(11)
[8]高硅氧化鉛鋅礦加壓酸浸中鋅的浸出動力學[J]. 賀山明,王吉坤,閻江峰,包崇軍. 中國有色冶金. 2011(01)
[9]氧化鋅礦冶金處理的研究現(xiàn)狀[J]. 賀山明,王吉坤. 礦冶. 2010(03)
[10]低品位氧化鋅礦氨-碳酸氫銨浸出制備氧化鋅工藝的研究[J]. 蔣崇文,羅藝,鐘宏. 精細化工中間體. 2010(03)
碩士論文
[1]離子液體在黃銅礦濕法冶金中的應(yīng)用研究[D]. 董鐵廣.昆明理工大學 2009
本文編號:3607570
【文章來源】:昆明理工大學云南省
【文章頁數(shù)】:118 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 概述
1.1.1 鋅的物化性質(zhì)與用途
1.1.2 鋅礦資源概述
1.2 鋅的冶煉工藝概述
1.3 氧化鋅礦處理及研究現(xiàn)狀
1.3.1 氧化鋅礦的火法冶煉
1.3.2 氧化鋅礦的濕法冶煉
1.4 離子液體概述及其在礦石處理方面的應(yīng)用
1.4.1 離子液體定義及其應(yīng)用領(lǐng)域
1.4.2 離子液體分類
1.4.3 離子液體物化性質(zhì)
1.4.4 離子液體在礦石處理方面的應(yīng)用
1.5 本文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
1.5.1 本文主要研究內(nèi)容
1.5.2 創(chuàng)新點
第二章 實驗及研究方法
2.1 試劑
2.2 實驗儀器及設(shè)備
2.3 實驗原料
2.3.1 化學分析
2.3.2 物相分析
2.3.3 微觀形貌
2.3.4 紅外光譜測試
2.4 實驗方法
2.4.1 溶解平衡實驗
2.4.2 浸出實驗
2.4.3 氧化鋅礦浸出動力學實驗
2.5 分析和表征
2.5.1 化學分析
2.5.2 元素分析
2.5.3 粒度分析
2.5.4 紅外光譜分析
2.5.5 熱分析
2.5.6 質(zhì)譜分析
2.5.7 XRF檢測
2.5.8 XRD檢測
2.5.9 SEM檢測
第三章 氯化膽堿-尿素低共熔溶劑型離子液體浸出氧化鋅礦的實驗研究
3.1 引言
3.2 1ChCl:2Urea DES的制備及物化性能測定
3.2.1 離子液體的合成
3.2.2 離子液體的物化性能測定
3.3 1ChCl:2Urea DES對氧化鋅礦的浸出
3.3.1 1ChCl:2Urea DES對金屬氧化物和鹽的溶解
3.3.2 1ChCl:2Urea DES浸出氧化鋅礦的正交實驗
3.3.3 1ChCl:2Urea DES浸出氧化鋅礦的單因素實驗
3.3.4 優(yōu)化條件
3.4 浸出渣的成分及物相
3.4.1 浸出渣的化學成分
3.4.2 浸出渣的物相組成
3.4.3 浸出渣的礦物微觀形貌及元素分布
3.4.4 浸出渣紅外分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 氯化膽堿-草酸低共熔溶劑型離子液體浸出氧化鋅礦的實驗研究
4.1 1ChCl:1H_2C_2O_4·2H_2O DES的制備及物化性能測定
4.1.1 離子液體的合成
4.1.2 離子液體物化性能測定
4.2 1ChCl:1H_2C_2O_4·2H_2O DES對氧化鋅礦的溶解
4.2.1 1ChCl:1H_2C_2O_4·2H_2O DES對ZnO的溶解
4.2.2 1ChCl:1H_2C_2O_4·2H_2O DES浸出氧化鋅礦的單因素實驗
4.3 浸出渣的成分及物相
4.3.1 X射線衍射檢測
4.3.2 紅外光譜分析
4.3.3 粒度分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 氨-硫酸銨體系浸出氧化鋅礦的實驗研究
5.1 引言
5.2 浸出實驗研究
5.2.1 工藝條件對Zn浸出率的影響
5.2.2 響應(yīng)曲面實驗設(shè)計
5.3 浸出反應(yīng)機制
5.4 浸出動力學
5.4.1 引言
5.4.2 結(jié)果與討論
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄 攻讀碩士學位其間主要科研成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]NH3-NH4Cl-H2O體系氧化鋅礦柱浸試驗研究[J]. 王瑞祥,余攀,曾斌,王志剛,阮建國. 有色金屬(冶煉部分). 2013(11)
[2]質(zhì)子型離子液體N,N-二甲基乙醇胺丙酸鹽的密度、粘度及電導率(英文)[J]. 李長平,李琢,鄒本雪,劉青山,劉曉霞. 物理化學學報. 2013(10)
[3]離子液體1-甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸鹽和1,2-二甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸鹽的熱力學和電導性質(zhì)研究[J]. 吳止境,張鑫源,楊楊,陸瑩,李美超,張慶國. 化學試劑. 2013(08)
[4]Electrodeposition of zinc coatings from the solutions of zinc oxide in imidazolium chloride/urea mixtures[J]. ZHENG Yong1,2, DONG Kun1,2, WANG Qian1, ZHANG SuoJiang1, ZHANG QinQin1,2 & LU XingMei1* 1Beijing Key Laboratory of Ionic Liquids Clean Process; State Key Laboratory of Multiphase Complex Systems; Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China 2College of Chemistry and Chemical Engineering, Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China. Science China(Chemistry). 2012(08)
[5]硅鋅礦在(NH4)2SO4-NH3-H2O體系中高液固比下的浸出動力學[J]. 劉志宏,曹志閻,劉智勇,李啟厚,李玉虎. 中南大學學報(自然科學版). 2012(02)
[6]離子液體[Cnpy][NTf2](n=2,4,5)的動力粘度和電導率(英文)[J]. 劉青山,顏佩芳,楊淼,譚志誠,李長平,WELZ-BIERMANN Urs. 物理化學學報. 2011(12)
[7]硅鋅礦在(NH4)2SO4-NH3-H2O體系中的浸出機理[J]. 劉智勇,劉志宏,曹志閻,李啟厚,楊天足. 中國有色金屬學報. 2011(11)
[8]高硅氧化鉛鋅礦加壓酸浸中鋅的浸出動力學[J]. 賀山明,王吉坤,閻江峰,包崇軍. 中國有色冶金. 2011(01)
[9]氧化鋅礦冶金處理的研究現(xiàn)狀[J]. 賀山明,王吉坤. 礦冶. 2010(03)
[10]低品位氧化鋅礦氨-碳酸氫銨浸出制備氧化鋅工藝的研究[J]. 蔣崇文,羅藝,鐘宏. 精細化工中間體. 2010(03)
碩士論文
[1]離子液體在黃銅礦濕法冶金中的應(yīng)用研究[D]. 董鐵廣.昆明理工大學 2009
本文編號:3607570
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