【摘要】：我國可溶性鉀資源匱乏,鉀肥對外依存度高,嚴重威脅糧食生產安全。但我國非水溶性鉀礦資源極為豐富。目前利用非水溶性鉀資源生產鉀肥的瓶頸,主要是能耗高、資源利用率低、副產品附加值不足等,導致生產中經濟效益不夠。為降低非水溶性鉀鹽的提鉀成本,實現資源的綜合利用,本課題以貴州銅仁地區(qū)的鉀長石礦為原料,探索優(yōu)化“助劑焙燒-水浸提鉀”的熔浸提鉀工藝,并利用提鉀尾渣合成了方鈉石沸石分子篩和一種輕質吸聲材料,實現了工藝的閉路循環(huán)和資源的綜合利用,在此基礎上對長石-沸石類礦物晶相之間的轉變機制進行了研究,提出了長石類同源結構的遺傳效應理論,以期為長石類礦產資源的開發(fā)利用,提供技術與理論上的有利支撐。主要取得了以下成果:1.探索了復合助劑種類、原料粒度、空氣流量以及配料中加入無煙煤等因素對熔浸提鉀過程的影響。在優(yōu)選條件下,鉀提取率可穩(wěn)定在90%以上,最高可達95.48%。實驗表明,將Na_2CO_3引入Ca Cl_2體系可大大降低Ca Cl_2用量,并顯著提高鉀提取率,其原因是:Na的存在可以降低熔鹽體系熔點,進而降低反應溫度、減小能耗,且Na可以避開高濃度的Ca~(2+)濃度梯度,直接與K~+發(fā)生交換。2.以鉀長石提鉀尾渣為唯一硅源和鋁源,水熱合成了方鈉石和鈣霞石。在溫度80~180℃、時間3~48 h、Na OH濃度大于10%的范圍內可以合成方鈉石。繼續(xù)升高溫度和延長時間,方鈉石可向鈣霞石轉變。添加適量的鋁源或HF可以強化方鈉石的晶化過程。其中,添加HF制得的方鈉石對K~+有良好的選擇性吸附性能:室溫20℃左右時,K~+吸附容量為47.12 mg/g,幾乎不吸附Na~+。3.利用提鉀尾渣合成了一種輕質吸聲材料,密度為1.12 g/cm~3。該材料同時具有多孔吸聲材料和共振吸聲材料的特點,具有優(yōu)良的中高頻吸聲性能,800 Hz以上中高頻聲波吸收系數大于0.6,1200 Hz左右頻率的聲波吸收系數大于0.95。4.提出了長石骨架結構的“同源性遺傳效應理論”和“Al-O-Si結構中Si-O鍵優(yōu)先斷裂”的骨架解構原則。長石骨架結構十分穩(wěn)定,在熔浸提鉀、水熱晶化、高溫燒結過程中,其4、6元環(huán)基本結構保持不變,僅隨反應狀態(tài)不同,發(fā)生程度不一的解構重組。該理論可以解釋地質條件下長石與沸石的共生轉化現象,可為長石類礦物資源的勘探開發(fā)及高值化利用提供理論支撐。
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TF826.1
【圖文】：

論文結構與性質本結構]由基本的硅鋁氧四面體組成。四面體結構由四個構成，每兩個四面體共用一個氧原子，最終形成Ca2+、Ba2+等陽離子充填在空隙中進行中和。這，具有較大的流動性，因此長石礦物發(fā)育過程，象替代現象。長石的晶體結構如圖 1.1 所示[13]。

圖 1.1 長石的晶體結構Fig.1.1 The crystal structure of potash feldspar的結合方式特征為：每個頂點上的“-O-”只能只能共用一個頂點而不能共用棱或面；Si 可以l，但一般不能形成 Al-O-Al。，為長石結構的雙曲柄鏈模型示意圖[12]。

第一章 緒論由圖 1.2 可知，四面體結構單元交錯連接形成“雙軸鏈”，每個鏈由相互平行的環(huán)構成，兩個環(huán)的指向不同。K+、Na+、Ca2+、Ba+離子占據網絡結構的空隙，分別形成鉀長石（K(AlSi3O8)）、鈉長石（Na(AlSi3O8)）、鈣長石（Ca(Al2Si2O8)）、鋇長石（Ba(Al2Si2O8)）四種天然長石，其中鉀長石和鋇長石為正長石系，晶體結構為單斜晶系，配位數 8；鈉長石和鈣長石為斜長石系，晶體結構為三斜晶系，配位數 9。鋇長石比較罕見，在此不予以討論。圖 1.3 所示為鉀長石和鈣長石的骨架結構示意圖[12]。

【參考文獻】

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本文編號：2796958