“反浮选—冷结晶”提钾工艺中浮选药剂的泡沫分离回收研究

发布时间：2020-09-30 13:13

　　盐湖卤水是钾盐生产的主要原料来源,浮选法是盐湖卤水提钾的典型生产工艺。随着钾盐生产规模的不断增大,浮选药剂的用量也随之快速增加。但直接排放含有浮选药剂的浮选尾矿会对环境造成极大污染,浮选药剂等有机物及其光降解产物将会影响盐湖卤水的品质,对高纯度盐化工产品的生产亦有影响。泡沫分离法是一种应用广泛的高效分离方法,可有效分离具有表面活性的物质。本文采用了泡沫分离法分离“反浮选-冷结晶”提钾工艺中的三种浮选药剂十二烷基吗啉(DMP)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和月桂酸钾(PL)的分离效能,考察了浮选药剂初始浓度、泡沫分离时间、体系pH值、进气速率四个因素对回收率和富集比的影响规律。通过单因素实验和正交试验确定了浮选药剂进行泡沫分离的最佳分离条件,并考察了无机盐阳离子(Na~+、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+))对浮选药剂临界胶束浓度(CMC)和泡沫分离效果的影响。实验结果如下:十二烷基吗啉(DMP)的最佳分离条件为:初始进料浓度为1.37×10~-33 mol/L,分离时间t为14 min,pH为8,气体进气速率Q为8.00 L/min,DMP回收率达到91.02%。十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的最佳泡沫分离条件为:十二烷基苯磺酸钠的初始初始进料浓度1.40×10~-33 mol/L,分离时间t为14 min,pH为8,气体进气速率Q为6.00 L/min,回收率达到94.79%。月桂酸钾(PL)最佳泡沫分离条件为:月桂酸钾的初始进料浓度为5.50×10~-33 mol/L,分离时间t为16 min,pH为8,气体进气速率Q为6.50 L/min,回收率达到80.45%。无机盐阳离子(Na~+、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+))的含量对浮选药剂的临界胶束浓度(CMC)起到了重要的影响作用。实验结果表明,无机盐阳离子浓度逐渐增大时,浮选药剂的CMC值呈减小趋势。当无机盐阳离子浓度增加至200×10~-33 mol/L时,浮选药剂的CMC值降低至原CMC值的1/2左右,且可以看出无机盐阳离子对浮选药剂CMC值的影响能力依次为:Ca~(2+)Mg~(2+)K~+Na~+。无机盐阳离子(Na~+、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+))的含量对浮选药剂的泡沫分离效果起到了重要的影响作用。当无机盐阳离子的浓度较低时,浮选药剂进行泡沫分离的富集比随着无机盐阳离子的浓度的增加而降低,回收率则随着无机盐阳离子的浓度的增加而增加;当无机盐阳离子的浓度增加至0.1 mol/L时,浮选药剂分离体系富集比和回收率随着浓度的增加逐渐趋于稳定。且可以看出,无机盐阳离子对浮选药剂的泡沫分离影响能力依次为:Ca~(2+)Mg~(2+)K~+Na~+。
【学位单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X703;TQ028
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章绪论
    1.1 引言
    1.2 钾盐浮选药剂概述
        1.2.1 浮选药剂分类
        1.2.2 浮选药剂作用机理
        1.2.3 浮选药剂的研究现状
    1.3 泡沫分离概述
        1.3.1 泡沫分离的分类
        1.3.2 泡沫分离的原理
        1.3.3 泡沫分离设备
        1.3.4 泡沫分离的国内外研究进展
    1.4 本论文的研究意义及主要内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
第二章实验部分
    2.1 实验仪器与材料
        2.1.1 实验仪器
        2.1.2 实验材料
        2.1.3 实验装置
    2.2 实验方法
        2.2.1 浮选药剂临界胶束浓度的测定
        2.2.2 单因素实验对浮选药剂泡沫分离影响的测定
        2.2.3 正交试验
        2.2.4 无机盐阳离子对浮选药剂临界胶束浓度影响的测定
        2.2.5 无机盐阳离子对浮选药剂泡沫分离影响的测定
第三章实验结果与讨论
    3.1 浮选药剂临界胶束浓度的测定结果
    3.2 单因素对浮选药剂泡沫分离的影响
        3.2.1 时间
        3.2.2 浮选药剂初始浓度
        3.2.3 体系pH值
        3.2.4 进气速率
    3.3 正交试验
        3.3.1 DMP的最佳分离条件
        3.3.2 SDBS的最佳分离条件
        3.3.3 PL的最佳分离条件
    3.4 无机盐阳离子对浮选药剂临界胶束浓度（CMC）的影响
        3.4.1 无机盐阳离子对DMP临界胶束浓度（CMC）的影响
        3.4.2 无机盐阳离子对SDBS临界胶束浓度（CMC）的影响
        3.4.3 无机盐阳离子对PL临界胶束浓度（CMC）的影响
    3.5 无机盐阳离子对浮选药剂泡沫分离的影响
        3.5.1 NaCl对浮选药剂泡沫分离的影响
        3.5.2 KCl对浮选药剂泡沫分离的影响
2对浮选药剂泡沫分离的影响'>        3.5.3 MgCl₂对浮选药剂泡沫分离的影响
2对浮选药剂泡沫分离的影响'>        3.5.4 CaCl₂对浮选药剂泡沫分离的影响
第四章结论
    4.1 泡沫分离浮选药剂最佳条件
    4.2 无机盐阳离子对浮选药剂临界胶束浓度（CMC）影响
    4.3 无机盐阳离子对浮选药剂泡沫分离的影响
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文

【参考文献】