【摘要】：本研究以紫金山銅尾礦浮選得到的明礬石為研究對(duì)象,以課題組前期對(duì)明礬石無(wú)焙燒中壓酸浸研究為基礎(chǔ),在確保明礬石有價(jià)成分高效提取的情況下,降低浸出壓力,進(jìn)一步優(yōu)化浸出工藝條件,首次提出了更具有產(chǎn)業(yè)化開發(fā)前景的明礬石低壓酸浸技術(shù)路線。此外,本研究還對(duì)明礬石尾礦中鎵的行為進(jìn)行了探討。研究了明礬石低壓(≤1.OMPa)酸浸過程的影響因素及鉀、鋁、鎵等組分在浸取反應(yīng)過程的行為。獲得了優(yōu)化后的低壓浸取條件:酸礦比(g/g)5:1、反應(yīng)溫度160℃、反應(yīng)時(shí)間6h、初酸濃度50%、攪拌速率600r/min。在此條件下,鉀、鋁、鎵的浸出率可分別達(dá)到98.95%、98.98%、98.22%;低壓浸取相對(duì)于前期的中壓浸取技術(shù):①反應(yīng)壓力由1.8MPa降低到0.6MPa,明礬石中各成分的浸取率可獲得高壓浸出的同樣效果;②實(shí)現(xiàn)了明礬石尾礦中稀散金屬--鎵的提取,并可通過結(jié)晶母液的循環(huán)得到富集;③浸取過程添加的過量硫酸可通過結(jié)晶母液返還浸取利用,過程酸耗量可接近理論酸耗值;;④不溶渣的成分更為單純,有利于后續(xù)綜合利用。對(duì)浸取液中鎵的行為分析研究表明,明礬石中98%以上的鎵轉(zhuǎn)化為可溶解的硫酸鹽進(jìn)入浸取液中。通過對(duì)浸取液中三元體系K2SO4-Ga2(SO4)3-H2O和Al2(SO4)3-Ga2(SO4)3-H2O 相平衡關(guān)系研究發(fā)現(xiàn):Ga2(SO4)3 與 Al2(SO4)3 和 K2SO4均未形成復(fù)鹽,不易成礬。因此,浸出液中的鉀鋁在成礬階段,鎵不會(huì)與硫酸鉀形成鎵鉀礬混入鉀明礬中,而是主要存在于結(jié)晶母液中,因此可采用母液循環(huán)的方式對(duì)鎵進(jìn)行富集后和回收。通過SEM、XRD、粒度分析等表征手段,分別對(duì)低壓酸浸前后的明礬石尾礦結(jié)構(gòu)及成分變化進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果表明明礬石結(jié)構(gòu)基本被破壞,酸浸渣的主要成分為二氧化硅,顆粒大小為500目,將可作為用途廣泛的硅材料綜合利用,本研究技術(shù)可實(shí)現(xiàn)明礬石尾礦所有主要成分的高效綜合利用。對(duì)明礬石尾礦綜合利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)初步分析表明,該工藝的毛利率為113%,具有很好的工業(yè)開發(fā)前景。
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD926.4
【圖文】：

僅幾年在我國(guó)內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾和山西平朔地區(qū)的煤礦中也有超大型鎵的礦床逡逑發(fā)現(xiàn)，這些伴生鎵礦的礦床發(fā)現(xiàn)大大的改變了世界鎵資源的分布格局［４４，邋４５］。世逡逑界金屬鎵的資源分布如圖１－７．逡逑■■中國(guó)其他省份逡逑■■內(nèi)蒙古逡逑Ｍ四川逡逑ＨＩ廣西逡逑＾國(guó)外逡逑９％逡逑７６％逡逑８％逡逑４％逡逑圖１－７世界鎵資源分布圖逡逑目前原生鎵的主要生產(chǎn)國(guó)家有中國(guó)、德國(guó)、哈薩克斯坦、俄羅斯、烏克蘭，逡逑澳大利亞雖然礦產(chǎn)豐富，鋁礦石開采量大，但由于生產(chǎn)母液中鎵的含量低，因此逡逑并未從中回收。目前全球有三十多家生產(chǎn)鎵的企業(yè)，我國(guó)生產(chǎn)鎵的企業(yè)主要有山逡逑東鋁廠、長(zhǎng)城鋁業(yè)公司、貴州鋁廠、吉亞半導(dǎo)體材料公司、方圓公司、開曼鋁業(yè)逡逑公司、株洲冶煉廠、東方希望鋁業(yè)公司和南京中赭科技股份有限公司等［４６１。中逡逑國(guó)９０％以上的原生鎵是在煉鋁工業(yè)生產(chǎn)氧化鋁過程中以副產(chǎn)物形式產(chǎn)出，除此之逡逑夕卜，鋅礦［４７］、煤和銅、鐵礦中也含有鎵［４８］。鎵的主要來(lái)源如圖１－８。逡逑鎵的回收來(lái)源逡逑ｊ邋＼逡逑＾邐Ｗ逡逑＾邋Ｉ邐＾礦邐石邐礦逡逑Ｓ邋５邐０邐？邐？逡逑ＪＪ邐１ＪＪ邐Ｓ邐Ｓ邐Ｉａ逡逑圖１－８鎵的主要來(lái)源逡逑１１逡逑

逑等優(yōu)點(diǎn)。原子分光光度計(jì)的應(yīng)用非常廣泛，在冶金、化工、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)等諸多方逡逑面均有應(yīng)用。其裝置簡(jiǎn)圖如圖２－１所示。逡逑空心ｍ後燈邐火覽單色》讀＊ｗａ－逡逑邐［ｊ—－）——＾￣ｙｒ－逡逑ｒ邋ｉ逡逑教氣邐ｙ＾ｒ逡逑ｒ－１＇￣１邐十原刊ｆｃＳｆ逡逑御邋ｍ邐）＾ａ逡逑ｌｉｆｅ！逡逑圖２－１原子吸收裝置圖逡逑２．３．１．１工作原理逡逑每一種元素都具有特定的外層電子排列以及特定的原子結(jié)構(gòu)，因此對(duì)于不同逡逑的原子在吸收能量被激發(fā)后，其電子躍遷也各有不同，輻射出的波長(zhǎng)差異也很大，逡逑換句話說，每一種元素都有它自身特征的光譜線。當(dāng)元素被火焰加熱而被原子化逡逑后，通過特定的譜線吸收，這樣就可以測(cè)出溶液中待測(cè)離子的濃度。吸光度與待逡逑測(cè)溶液的關(guān)系可以用朗伯－－比耳定律表示：逡逑Ａ＝邋－ｌｇ（Ｉ／Ｉ０）＝邋－ｌｇＴ邋＝邋ＫＣＬ邐（２－１）逡逑式中：逡逑Ｉ．？透射光強(qiáng)度；逡逑１0：發(fā)射光強(qiáng)度；逡逑Ｔ：透射比；逡逑Ｌ：光通過原子化器光程（長(zhǎng)度），每臺(tái)儀器的Ｌ值是固定的；逡逑Ｃ：被測(cè)樣品濃度。逡逑Ａ邋＝邋ＫＣ邐（２－２）逡逑原子分光光度計(jì)的主要結(jié)構(gòu)有光源、光學(xué)系統(tǒng)、原子化器以及檢測(cè)系統(tǒng)，結(jié)逡逑構(gòu)形式多樣（如單、雙光束以及雙、多波道等），利用共振輻射的原理，將其原逡逑子汽化

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 曾建浩;;電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀應(yīng)用與維護(hù)[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2015年33期

2 劉延紅;郭昭華;池君洲;王永旺;陳東;;粉煤灰提取氧化鋁工藝中鎵的富集與走向[J];輕金屬;2015年08期

3 張世濤;;電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定鉛鋅礦中鎵銦鍺鉈[J];化學(xué)與黏合;2014年06期

4 陳波;涂劍鋒;鄒來(lái)昌;;紫金山尾礦回收明礬石與地開石的浮選試驗(yàn)研究[J];有色金屬(選礦部分);2014年06期

5 張?jiān)品?郭昭華;池君洲;王永旺;陳東;;金屬鎵的資源分布情況及應(yīng)用現(xiàn)狀[J];中國(guó)煤炭;2014年S1期

6 鄧?yán)?唐清華;殷平;曲榮君;;鎵的分離提取技術(shù)研究[J];化工時(shí)刊;2014年04期

7 劉付朋;劉志宏;李玉虎;劉智勇;李啟厚;;鋅粉置換鎵鍺渣高壓酸浸的浸出機(jī)理[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2014年04期

8 于廣明;宋傳旺;潘永戰(zhàn);李亮;李冉;路世豹;;尾礦壩安全研究的國(guó)外新進(jìn)展及我國(guó)的現(xiàn)狀和發(fā)展態(tài)勢(shì)[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2014年S1期

9 李瑞軍;唐宇;王海軍;黃仁靜;;我國(guó)礦產(chǎn)資源綜合利用現(xiàn)狀分析及對(duì)策建議[J];中國(guó)國(guó)土資源經(jīng)濟(jì);2013年08期

10 秦鳴;趙偉;薛天艷;余志輝;趙宏欣;李潔;宋靜;郭強(qiáng);阮仁滿;齊濤;;由伴生明礬石尾礦制備鋁鉀產(chǎn)品[J];過程工程學(xué)報(bào);2013年02期

本文編號(hào)：2727870