本文關(guān)鍵詞：鋇渣理化性質(zhì)分析表征及其資源化利用　出處：《貴州大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：鋇渣是重晶石生產(chǎn)碳酸鋇所產(chǎn)生的工業(yè)廢渣,它是以重晶石為原料與煤渣經(jīng)高溫煅燒、冷卻、熱水浸取后殘留下的固體渣。每生產(chǎn)一噸鋇鹽會產(chǎn)生0.8-1噸的鋇渣。鋇渣中含有酸溶性鋇、水溶性鋇和硅酸鹽孰料等,目前鋇渣的處理方式仍以堆放為主,引起了資源的極大浪費(fèi)和環(huán)境的嚴(yán)重污染。據(jù)文獻(xiàn)報道,鋇渣主要用于生產(chǎn)鋇鹽、處理廢水和生產(chǎn)建材磚。但因鋇渣利用都為直接利用,而未對其進(jìn)行系統(tǒng)的研究,造成鋇渣中有用成分未得以充分利用。本論文提出對鋇渣的理化性質(zhì)和鋇渣中各離子的溶出規(guī)律的研究,以期為鋇渣資源化利用奠定理論基礎(chǔ)。本文采用重量法、原子吸收法、ICP-MS法對鋇渣中成分進(jìn)行分析,其主要成分結(jié)果為:硫酸鋇14.59%、硅酸鋇17.32%、碳酸鋇30.92%、水溶性鋇0.33%、二氧化硅24.33%、硫酸鍶0.024%、碳酸鍶0.13%、氧化亞鐵2.71%、氧化鋁6.83%、氧化鈣0.44%,還有微量的痕量元素和稀土元素。采用XRD對鋇渣物相及成分進(jìn)行分析,結(jié)果表明:鋇渣中主要的成分為BaSO4、BaSiO3、SiO2,且硫酸鋇以兩種物相(BaSO4、BaSO4(Ⅵ))存在。并采用SEM-EDS對鋇渣的微觀形貌及成分進(jìn)行分析,結(jié)果表明:鋇渣中有兩種不同形貌的結(jié)構(gòu),一種為未分解的重晶石的層狀結(jié)構(gòu),一種為重晶石分解后的多孔的熔融結(jié)構(gòu)。本文采用鹽酸浸取法對鋇渣溶解性能進(jìn)行研究,考察了鹽酸濃度、液固比、反應(yīng)溫度及反應(yīng)時間對鋇渣溶解性能的影響,結(jié)果表明:鹽酸濃度3.0mol/L,液固比7:1,反應(yīng)溫度70℃,反應(yīng)時間6h時,Ba2+的溶出率為69.15%。結(jié)合XRD對不同浸取時間殘渣物相及成分進(jìn)行分析,結(jié)果表明:鋇渣中各離子的溶出順序隨溫度和時間的改變而改變,與熱力學(xué)計算結(jié)果不一致。本論文采用洗渣-浸提-除雜相結(jié)合的工藝制備氯化鋇產(chǎn)品。首先,利用乙醇-鹽酸混合體系對鋇渣進(jìn)行洗渣,考察了鹽酸濃度、液固比對洗渣中各離子浸出率的影響,結(jié)果表明:鹽酸濃度1mol/L,液固比1:1為洗渣的適宜工藝條件,該工藝條件下,Ba2+溶出率為7.45%。再利用鹽酸浸取洗渣殘渣中鋇離子,考察了鹽酸濃度、液固比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間和攪拌速度對鋇離子浸出率的影響,并優(yōu)化其工藝條件,結(jié)果表明:鹽酸濃度2mol/L,液固比3:1,反應(yīng)溫度60℃,反應(yīng)時間4h,攪拌速度400r/min時,Ba2+溶出率為68.72%。該工藝較直接酸浸法工藝,用酸量減少了50%以上,且濾液中鋇的含量從92.76%提高至95.61%。論文以上述浸提濾液為母液制備氯化鋇,考察了PH值對產(chǎn)品純度的影響,結(jié)果表明:當(dāng)PH=3時氯化鋇純度可達(dá)99.71%,符合《GB/T 1617-2014》中Ⅰ類產(chǎn)品中氯化鋇純度。論文以鋇渣洗渣所得濾液為母液,研究濾液中鍶離子的回收�？疾炝薖H值、溫度對雜質(zhì)鈣、鐵、鋁離子沉淀率的影響,結(jié)果表明:PH=12、溫度80℃時鈣、鐵、鋁離子沉淀率分別為91.6%、95.2%、91.7%。考察了Na2SO4用量、溫度及攪拌時間對鋇離子沉淀率的影響,結(jié)果表明:0.1mol/L硫酸鈉用量為70ml、溫度50℃、攪拌時間30min時鋇離子沉淀率為97.3%。濾液經(jīng)除雜后結(jié)晶,晶體于200℃下恒溫2h得氯化鍶產(chǎn)品,其產(chǎn)品純度可達(dá)96.2%,鋇渣中鍶離子的回收率達(dá)75.67%。本論文利用制備氯化鋇所剩殘渣生產(chǎn)非承重磚,以《鋇渣生產(chǎn)非承重磚》中原料配比為基礎(chǔ),采用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化各配料比,結(jié)果表明:鋇渣45%、粉煤灰8%、水泥6%、礦渣20%、生石灰15%、石膏3%、膨脹珍珠巖3%,按其配料比生產(chǎn)非承重磚,其磚體抗壓強(qiáng)度為25.4MPa,抗折強(qiáng)度為5.3MPa,密度為1.33g/cm3,吸水率為10.58%,其強(qiáng)度可達(dá)GB11945-1999?蒸壓灰砂磚?中MU25的抗壓和抗折強(qiáng)度,較原鋇渣磚抗壓強(qiáng)度提高了13MPa,抗折強(qiáng)度提高了2MPa,密度也減少了0.4g/cm3。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X781

【參考文獻(xiàn)】

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1 何天宇;;鎮(zhèn)寧樂紀(jì)重晶石礦地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志[J];西部探礦工程;2012年02期

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本文編號：1328266