硼精矿加压碱解法偏硼酸钠清洁制备工艺研究
硼精矿加压碱解法偏硼酸钠清洁制备工艺研究【摘要】:针对硼工业碳碱法处理翁泉沟硼精矿生产硼砂硼酸存在的高能耗、低资源利用率和硼泥严重污染环境等问题,开发了处理硼铁矿选矿所得硼精矿的加
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TQ128
【目录】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-11
- 第一章 文献综述11-23
- 1.1 硼矿资源概述11-17
- 1.1.1 硼和硼化合物的性质及用途11-12
- 1.1.2 硼矿资源分布12-14
- 1.1.3 辽宁翁泉沟硼铁矿资源概述14-16
- 1.1.3.1 矿石类型14-15
- 1.1.3.2 主要目的矿物含量和嵌布特征15-16
- 1.1.4 国内外硼工业的发展概况16-17
- 1.2 硼矿加工工艺17-21
- 1.2.1 硼镁矿加工工艺17-20
- 1.2.1.1 硼镁矿加工生产硼酸17-19
- 1.2.1.2 硼镁矿加工生产硼砂19-20
- 1.2.2 硼镁铁矿加工工艺20-21
- 1.2.3 硼矿加工的机理研究21
- 1.3 本课题研究思路和内容21-23
- 第二章 硼精矿加压碱解工艺及动力学研究23-47
- 2.1 前言23
- 2.2 实验部分23-29
- 2.2.1 实验试剂和仪器23-24
- 2.2.2 实验装置24-25
- 2.2.3 实验方法25-26
- 2.2.4 分析方法26-29
- 2.2.4.1 硼精矿和终硼泥的元素含量分析26-27
- 2.2.4.2 溶出液的组成分析27-28
- 2.2.4.3 硼精矿和硼泥的物相和形貌分析28-29
- 2.3 实验结果与讨论29-45
- 2.3.1 硼精矿的性质研究29-30
- 2.3.1.1 硼精矿的化学组成分析29
- 2.3.1.2 硼精矿的物相和形貌分析29-30
- 2.3.2 NaOH 溶液溶出硼精矿的正交实验30-32
- 2.3.3 NaOH 溶液溶出硼精矿单因素实验32-36
- 2.3.3.1 初始 NaOH 溶液浓度的影响32-33
- 2.3.3.2 液固比的影响33
- 2.3.3.3 反应时间的影响33-34
- 2.3.3.4 反应温度的影响34-35
- 2.3.3.5 矿石粒度的影响35-36
- 2.3.3.6 搅拌速度的影响36
- 2.3.4 硼精矿中硼溶出过程的反应机理分析36-38
- 2.3.5 硼精矿中硼溶出过程的宏观动力学研究38-45
- 2.3.5.1 硼溶出动力学模型的选择39-40
- 2.3.5.2 硼溶出动力学的速率控制步骤40-45
- 2.4 本章小结45-47
- 第三章 溶出液苛化除杂和硼泥的洗涤47-55
- 3.1 前言47
- 3.2 实验部分47-50
- 3.2.1 实验试剂和仪器47-48
- 3.2.2 实验装置48
- 3.2.3 实验方法48-49
- 3.2.4 分析方法49-50
- 3.2.4.1 终硼泥 Na 和 B 的含量分析49
- 3.2.4.2 液相 B, Si 和 Al 等含量分析49-50
- 3.3 实验结果和讨论50-53
- 3.3.1 溶出液苛化除杂50-51
- 3.3.2 硼泥的洗涤51-53
- 3.4 本章小结53-55
- 第四章 NaBO_2-NaOH-H_2O 理想体系溶解度测定和初级成核动力学研究55-65
- 4.1 引言55
- 4.2 理论基础55-57
- 4.2.1 溶液结晶55-56
- 4.2.2 结晶成核过程56
- 4.2.3 结晶诱导期56-57
- 4.3 实验部分57-60
- 4.3.1 实验仪器和试剂57-58
- 4.3.2 实验装置58
- 4.3.3 实验方法58-59
- 4.3.4 分析方法59-60
- 4.3.4.1 液相 B 和 NaOH 的含量分析59-60
- 4.3.4.2 平衡固相物相鉴定和形貌分析60
- 4.4 实验结果与讨论60-63
- 4.4.1 NaOH-NaBO_2-H_2O 理想体系 40 和 90 ℃的溶解度60
- 4.4.2 水合偏硼酸钠结晶诱导期60-61
- 4.4.3 SMT(偏硼酸钠)晶体的物相和形貌分析61-63
- 4.5 本章小结63-65
- 第五章 偏硼酸钠清洁制备全流程实验65-83
- 5.1 引言65
- 5.2 实验部分65-67
- 5.2.1 实验试剂和仪器65-66
- 5.2.2 实验装置66
- 5.2.3 实验方法66-67
- 5.3 实验结果与讨论67-80
- 5.3.1 串联溶出反应的影响因素研究67-68
- 5.3.2 偏硼酸钠的分离方法68-72
- 5.3.2.1 硼精矿中硼主要伴生元素的溶出行为68-71
- 5.3.2.3 B 和 Si, Al 的分离71
- 5.3.2.4 B 与 NaOH 的分离71-72
- 5.3.3 循环实验硼精矿两级串联溶出反应的研究72-74
- 5.3.4 循环实验偏硼酸钠冷却结晶分离的研究74-78
- 5.3.5 循环工艺的稳定性分析78-80
- 5.3.5.1 硼精矿 B 转化率变化78
- 5.3.5.2 各次循环的各级溶出液组成变化情况78-80
- 5.4 硼精矿加压碱解全工艺流程80-81
- 5.5 本章小结81-83
- 第六章 结论与展望83-87
- 6.1 主要结论83-85
- 6.2 展望85-87
- 参考文献87-91
- 发表论文和参加科研情况说明91-93
- 致谢93
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