發(fā)布時(shí)間：2018-11-06 20:14

【摘要】：隨著高新技術(shù)和新材料的飛速發(fā)展,鈧的應(yīng)用范圍越來越廣泛,在國民經(jīng)濟(jì)中的地位也越來越高。由于鈧本身所具有的優(yōu)異性能使其在冶金、航天、國防、電子、化工、醫(yī)療、核技術(shù)、電光源和超導(dǎo)體等重要領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用,它所起到的作用也是不可替代的,因而開展鈧的提取研究具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。貴州晴隆銳鈦礦為大型富鈧銳鈦礦,Sc2O3含量為84.7g/t,Ti02含量為5.3%,探明儲(chǔ)量2300萬噸,其中鈦102萬噸、鈧1700噸,具有重大的開發(fā)利用價(jià)值。礦石中主要礦物有高嶺石、絹云母、石英、銳鈦礦、褐鐵礦,這五種礦物占總礦物的96.3%。礦石中未發(fā)現(xiàn)鈧的獨(dú)立礦物,鈧元素主要賦存在高嶺石、絹云母等粘土礦物中,為微細(xì)粒包裹體或類質(zhì)同象的形式;其次賦存在褐鐵礦和銳鈦礦中,均為類質(zhì)同象的形式。大量的選礦試驗(yàn)結(jié)果表明:貴州晴隆富鈧銳鈦礦由于嵌布粒度細(xì)微,采用常規(guī)的選礦方法無法進(jìn)行鈧和鈦的富集回收,只能通過化學(xué)浸出的方法處理。通過鈧的浸出試驗(yàn)研究確定了最佳的鈧浸出工藝條件為:磨礦細(xì)度為-0.074mm含量為82.6%,初始H2SO4濃度為5.5mol/L,浸出液固比為3ml/g,攪拌速度為400r/min,浸出溫度為100℃,浸出時(shí)間為90min。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)并證明了最佳浸出工藝參數(shù)是可靠的。通過一段浸出各主要元素浸出率分別為:鈧浸出率為90.14%,鈦浸出率為38.70%,鐵浸出率為96.66%,鋁浸出率為80.27%。二段硫酸浸出探索試驗(yàn)使得最佳的浸出工藝條件下所得浸渣中的銳鈦礦得到高效浸出,鈦的浸出率大幅提高。通過熱力學(xué)分析計(jì)算,其結(jié)果表明,富鈧銳鈦礦中4種主要含鈧礦物與硫酸發(fā)生浸出反應(yīng)時(shí),高嶺石礦物最容易被浸出,其次為絹云母、褐鐵礦,銳鈦礦較難被浸出。不同溫度下的浸出動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表明,富鈧銳鈦礦的硫酸浸出過程屬于化學(xué)反應(yīng)控制過程,浸出反應(yīng)表觀活化能為43.9kJ/mol。不同H2SO4濃度下的浸出動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著H2SO4濃度的升高,富鈧銳鈦礦的硫酸浸出過程的控制步驟從化學(xué)反應(yīng)控制向內(nèi)擴(kuò)散控制轉(zhuǎn)換,表觀反應(yīng)級(jí)數(shù)為1.0717。X射線衍射分析結(jié)果表明:原礦中主要礦物相為高嶺石、褐鐵礦和絹云母;最佳浸出條件所得浸渣中主要礦物相為二氧化硅和銳鈦礦;二段硫酸浸出探索試驗(yàn)所得浸渣中主要礦物相為二氧化硅。同時(shí)也說明了銳鈦礦與硫酸的浸出反應(yīng)較難發(fā)生。SEM-EDS分析結(jié)果表明,隨著浸出過程的進(jìn)行,褐鐵礦和銳鈦礦與硫酸發(fā)生反應(yīng)完全溶解而消失,而高嶺石和絹云母與硫酸發(fā)生反應(yīng)并非完全溶解,而是留下一層不溶于硫酸的二氧化硅層,從而使礦粒結(jié)構(gòu)變得疏松多孔。鈧的萃取探索試驗(yàn)結(jié)果表明,采用2#萃取劑對(duì)結(jié)晶除鋁后的浸出液進(jìn)行萃取,鈧的萃取率為98.47%,反萃率在99%以上,而且鈦、鐵、鋁的萃取率很低,即2#萃取劑能夠選擇性萃取鈧,從而實(shí)現(xiàn)鈧與鈦、鐵、鋁的分離,試驗(yàn)效果較理想,為后續(xù)鈧的提純及制備氧化鈧創(chuàng)造了有利條件。
[Abstract]:......
【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】：2017
【分類號(hào)】：TD955

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2315348