天青石矿中Sr/S高效分离机制研究
发布时间：2021-08-02 13:18
随着现代科学技术的发展,锶化合物在电子信息、化工、轻工、医药、陶瓷、玻璃、烟火、冶金、军事等众多领域的需求将日益加大。但目前以碳热还原法为主的天青石转化技术存在着工艺落后、反应效率低、环境污染等缺陷,严重阻碍了锶化合物的产量及品质的提升。本论文针对天青石现有转化过程的技术缺陷,通过对现有工艺中Sr/S分离机制的剖析,结合含碳球团还原强化技术和加压氧化技术,建立了全新的Sr/S分离机制,并以此为指导开发出了“高温快速还原-加压氧化法”用于天青石直接转化成SrCl2过程。此外,本论文亦讨论了直接从天青石转化成Sr（OH）2的可行性。具体研究内容包括如下几个方面:（1）通过热力学模拟研究了SrSO4还原过程的条件因素对其还原产物组成的影响。其结果表明,反应温度和反应物中C/O摩尔比对SrSO4还原产物组成的影响最为严重。通过计算可知,当反应温度低于986℃时,SrSO4还原产物中仅有SrS生成。当反应温度高于986℃时,通过反应物中C/O摩尔比变化可以实现SrSO4
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院青海盐湖研究所)青海省
【文章页数】：167 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
全球锶矿储量分布图（单位：万吨）
图 1-2 我国主要锶矿（天青石）矿产地分布图Fig. 1-2 Distribution of main strontium minerals (celestite) in China.锶矿，主要成分为 SrCO3，属斜方晶系。其玻璃状晶体呈现棱柱形、形、粒形等，颜色有无色或白色，也有的晶体呈现淡黄或绿色，是锶主要锶矿物之一，其重要性仅次于天青石。菱锶矿在国内分布较少，、大足和云南兰坪的菱锶矿具有商业开发价值。重庆铜梁和大足的菱开发，目前已进入枯竭状态。青石，主要成分为 SrSO4，属斜方晶系，是自然界中最主要的含锶晶体常呈板装或柱状，集合体呈粒状、纤维状、结核状等。纯净的天浅蓝色或天蓝色，故称天青石，其莫氏硬度为 3 - 3.5，密度 3.97 - 4.0时天青石中的Sr会被Ca或Ba部分代换生成类质同象钙天青石或钡天石是最具有商业开发价值的锶矿资源。据 2012 年全国矿产资源储量
图 1-3 SrSO4的晶体结构[8]Fig.1-3 Crystal structure of SrSO4.的 Sr-O 为较纯的离子键，而 S-O 键则为同时[9]。卢烁十[8]报道了 SrSO4中 S-O 键和 Sr-O 10-8N，而 Sr-O 库仑力为 1.44 10-8N。这断裂。经计算，SrSO4发生直接热解反应的剂如煤、活性炭等存在条件下，SrSO4开始 ℃以上[10-12]。从理论上来看，Sr-O 键断裂的难r2+的半径较大而较易被极化，Sr2+与24SO 会形解度较低，且随温度变化不大（如表 1-3 所示）见的酸性和碱性溶液（如图 1-4 所示）。这为
【参考文献】：
期刊论文
[1]高磷鲕状赤铁矿气基竖炉直接还原试验[J]. 闫龙飞,师学峰,赵凯,胡长庆,龙跃. 钢铁. 2018(02)
[2]中国锶资源现状及可持续发展建议[J]. 韩松昊,税鹏,余超,邱智垠. 科技通报. 2018(01)
[3]重晶石熟料水浸过程热力学及动力学分析[J]. 张煜,聂登攀,王艳书,陈琨,廖裕辉. 非金属矿. 2017(03)
[4]以硫化钡黑灰为原料制备碳酸钡工艺研究[J]. 冯冬梅,王君,戴佳佳,汤升亮,陈晶晶,肖国先,丁苏东,蔡玉良. 山东化工. 2017(02)
[5]高铝铁矿含碳球团直接还原的研究[J]. 张作良,陈韧,孙野,李晓亮,邹宗树. 钢铁研究. 2016(05)
[6]世界锶矿供需形势分析[J]. 徐桂芬,王威,王小菊,郭娟,林博磊,兰月. 国土资源情报. 2016(09)
[7]天青石精矿粉制备碳酸锶实验研究[J]. 金建华,杨占寿,夏燕俊. 无机盐工业. 2016(02)
[8]硼镁铁矿含碳球团直接还原试验研究[J]. 王广,王静松,薛庆国. 烧结球团. 2015(03)
[9]碳还原重晶石制备硫化钡的热力学研究[J]. 张媛媛,陈晓香,张虹. 广东化工. 2015(01)
[10]离子液体和醇胺溶液复配脱硫剂吸收H2S及再生性能[J]. 马云倩,王睿. 高等学校化学学报. 2014(07)
博士论文
[1]转底炉内冶金粉尘含碳球团直接还原过程数学模型研究[D]. 刘颖.北京科技大学 2015
[2]几种硫酸盐矿物浮选的晶体化学研究[D]. 卢烁十.东北大学 2008
[3]直接电解两步法处理硫化氢废气的研究[D]. 周继红.中南大学 2000
硕士论文
[1]含碳球团还原过程中传热行为的研究[D]. 杨乐彪.安徽工业大学 2017
[2]天青石制备氢氧化锶工艺过程及工程设计[D]. 罗孟杰.华东理工大学 2013
[3]密度泛函方法研究硫酸钙的还原分解机理[D]. 张雪梅.华东理工大学 2012
本文编号：3317634
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院青海盐湖研究所)青海省
【文章页数】：167 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
全球锶矿储量分布图（单位：万吨）
图 1-2 我国主要锶矿（天青石）矿产地分布图Fig. 1-2 Distribution of main strontium minerals (celestite) in China.锶矿，主要成分为 SrCO3，属斜方晶系。其玻璃状晶体呈现棱柱形、形、粒形等，颜色有无色或白色，也有的晶体呈现淡黄或绿色，是锶主要锶矿物之一，其重要性仅次于天青石。菱锶矿在国内分布较少，、大足和云南兰坪的菱锶矿具有商业开发价值。重庆铜梁和大足的菱开发，目前已进入枯竭状态。青石，主要成分为 SrSO4，属斜方晶系，是自然界中最主要的含锶晶体常呈板装或柱状，集合体呈粒状、纤维状、结核状等。纯净的天浅蓝色或天蓝色，故称天青石，其莫氏硬度为 3 - 3.5，密度 3.97 - 4.0时天青石中的Sr会被Ca或Ba部分代换生成类质同象钙天青石或钡天石是最具有商业开发价值的锶矿资源。据 2012 年全国矿产资源储量
图 1-3 SrSO4的晶体结构[8]Fig.1-3 Crystal structure of SrSO4.的 Sr-O 为较纯的离子键，而 S-O 键则为同时[9]。卢烁十[8]报道了 SrSO4中 S-O 键和 Sr-O 10-8N，而 Sr-O 库仑力为 1.44 10-8N。这断裂。经计算，SrSO4发生直接热解反应的剂如煤、活性炭等存在条件下，SrSO4开始 ℃以上[10-12]。从理论上来看，Sr-O 键断裂的难r2+的半径较大而较易被极化，Sr2+与24SO 会形解度较低，且随温度变化不大（如表 1-3 所示）见的酸性和碱性溶液（如图 1-4 所示）。这为
【参考文献】：
期刊论文
[1]高磷鲕状赤铁矿气基竖炉直接还原试验[J]. 闫龙飞,师学峰,赵凯,胡长庆,龙跃. 钢铁. 2018(02)
[2]中国锶资源现状及可持续发展建议[J]. 韩松昊,税鹏,余超,邱智垠. 科技通报. 2018(01)
[3]重晶石熟料水浸过程热力学及动力学分析[J]. 张煜,聂登攀,王艳书,陈琨,廖裕辉. 非金属矿. 2017(03)
[4]以硫化钡黑灰为原料制备碳酸钡工艺研究[J]. 冯冬梅,王君,戴佳佳,汤升亮,陈晶晶,肖国先,丁苏东,蔡玉良. 山东化工. 2017(02)
[5]高铝铁矿含碳球团直接还原的研究[J]. 张作良,陈韧,孙野,李晓亮,邹宗树. 钢铁研究. 2016(05)
[6]世界锶矿供需形势分析[J]. 徐桂芬,王威,王小菊,郭娟,林博磊,兰月. 国土资源情报. 2016(09)
[7]天青石精矿粉制备碳酸锶实验研究[J]. 金建华,杨占寿,夏燕俊. 无机盐工业. 2016(02)
[8]硼镁铁矿含碳球团直接还原试验研究[J]. 王广,王静松,薛庆国. 烧结球团. 2015(03)
[9]碳还原重晶石制备硫化钡的热力学研究[J]. 张媛媛,陈晓香,张虹. 广东化工. 2015(01)
[10]离子液体和醇胺溶液复配脱硫剂吸收H2S及再生性能[J]. 马云倩,王睿. 高等学校化学学报. 2014(07)
博士论文
[1]转底炉内冶金粉尘含碳球团直接还原过程数学模型研究[D]. 刘颖.北京科技大学 2015
[2]几种硫酸盐矿物浮选的晶体化学研究[D]. 卢烁十.东北大学 2008
[3]直接电解两步法处理硫化氢废气的研究[D]. 周继红.中南大学 2000
硕士论文
[1]含碳球团还原过程中传热行为的研究[D]. 杨乐彪.安徽工业大学 2017
[2]天青石制备氢氧化锶工艺过程及工程设计[D]. 罗孟杰.华东理工大学 2013
[3]密度泛函方法研究硫酸钙的还原分解机理[D]. 张雪梅.华东理工大学 2012
本文编号：3317634
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3317634.html
教材专著
