隐晶石墨纯化研究
发布时间：2020-11-15 23:56
作为一种用途十分广泛的重要非金属矿资源，石墨的需求量正日益增大。然而近年可供利用的优质鳞片状石墨储量已大大减少。对于隐晶石墨进行有效的提纯开发十分必要。为了有效开发隐晶石墨资源，本论文展开了针对我国某地产原矿品位84.18％的隐晶石墨的提纯研究。 结合酸碱法和氢氟酸法的优点，在试验室中开发出了能够将该石墨原矿提纯至C_(GD)％=99.75％的工艺路线，具体参数为：碱用量15g、焙烧温度450℃、焙烧时间5h；盐酸30ml、氢氟酸20ml、酸浸温度70℃、酸浸时间3～5h。最后得到产品的化学组成为：C_(GD)％=99.75％、A％=0.2％、V％=0.1％、Si％=0.08％、Al％＜0.03％、Fe＜0.03％。 通过X-射线衍射分析、化学分析等技术手段对提纯过程中的物相进行了系统的研究，搞清了除杂过程硅、铝杂质发生的主要变化，同时对焙烧过程中硅的行为进行了动力学研究，得出硅溶出率-时间之间的动力学方程。对动力学方程进行讨论确定并了化学反应控制的机制，其中焙烧过程硅溶出的动力学方程为： 反应的标准状态动力学常数以及活化能分别为： D_0=1.4983×10~(-6)m~2·s~(-1) E_D=13.597kJ／mol K_0=2.24316×10~(-4)m·s~(-1) E_K=27.322kJ／mol 最后对酸浸过程中的硅、铝的行为进行了对照研究，得出了对指导生产有利的结论。
【学位单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2004
【中图分类】：TB321
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
符号说明
第一章 文献综述
1.1 石墨概述
1.2 石墨的结构与性质
1.2.1 石墨的晶体结构
1.2.2 石墨的性质
1.3 石墨的应用
1.3.1 石墨衍生物及其应用
1.3.1.1 石墨共价化合物及应用
1.3.1.2 金属石墨夹层化合物
1.3.2 石墨在电子行业中的应用
1.3.3 石墨在润滑领域中的应用
1.3.4 石墨在彩色显像管领域的应用
1.3.5 石墨用于合成人造金刚石
1.4 石墨提纯方法简述
1.4.1 浮选法提纯鳞片石墨
1.4.2 隐晶石墨的化学法除杂
1.4.2.1 氢氧化钠法
1.4.2.2 氯化焙烧法
1.4.2.3 氢氟酸法
1.4.3 高温法提纯石墨
1.4.4 石墨提纯方法的优缺点比较
1.5 研究的内容及意义
第二章 试验原料及研究方法
2.1 试验原料
2.1.1 原料化学成分分析
2.1.2 原料的物相分析
2.1.3 试验试剂
2.2 试验方法
2.2.1 试验步骤及流程
2.2.2 试验设备
2.2.3 试验结果评判标准
第三章 试验结果与分析
3.1 碱焙烧试验
3.1.1 焙烧的必要性
3.1.2 氢氧化钠用量试验
3.1.3 焙烧温度和焙烧时间的确定
3.2 盐酸浸出试验
3.2.1 酸浸必要性试验
3.2.2 酸种类的选择
3.2.3 酸用量试验
3.2.4 酸浸温度试验
3.2.5 酸浸时间的影响
3.2.6 搅拌速率的影响
3.2.7 酸浸浓度的影响
3.2.8 用硫酸替代盐酸
3.3 氢氟酸脱硅试验
3.3.1 用氢氟酸对盐酸已浸出样品进行深度脱硅
3.3.2 氢氟酸对石墨原矿的试验
3.3.3 氢氟酸直接处理焙烧石墨矿的试验
3.4 混合酸浸出试验
3.4.1 混合酸中氢氟酸用量试验
3.4.2 混合酸浸的温度试验
3.4.3 混合酸浸出时间试验
3.4.4 混合酸浓度的影响
3.4.5 酸浸过程中氢氟酸加入方式的影响
3.5 关于扩大试验
3.6 本章小结
第四章 石墨提纯过程杂质行为研究
4.1 硅的行为研究
4.1.1 物相分析
4.1.2 硅在碱焙烧过程中反应的动力学研究
4.1.2.1 反应动力学模型的建立
4.1.2.2 模型中参数的确定
4.1.2.3 模型的验证
4.2 酸浸过程中铝的行为研究
4.2.1 铝的物相
4.2.2 添加氢氟酸对于除铝的影响
4.3 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间的主要业绩
【引证文献】
本文编号：2885366
【学位单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2004
【中图分类】：TB321
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
符号说明
第一章 文献综述
1.1 石墨概述
1.2 石墨的结构与性质
1.2.1 石墨的晶体结构
1.2.2 石墨的性质
1.3 石墨的应用
1.3.1 石墨衍生物及其应用
1.3.1.1 石墨共价化合物及应用
1.3.1.2 金属石墨夹层化合物
1.3.2 石墨在电子行业中的应用
1.3.3 石墨在润滑领域中的应用
1.3.4 石墨在彩色显像管领域的应用
1.3.5 石墨用于合成人造金刚石
1.4 石墨提纯方法简述
1.4.1 浮选法提纯鳞片石墨
1.4.2 隐晶石墨的化学法除杂
1.4.2.1 氢氧化钠法
1.4.2.2 氯化焙烧法
1.4.2.3 氢氟酸法
1.4.3 高温法提纯石墨
1.4.4 石墨提纯方法的优缺点比较
1.5 研究的内容及意义
第二章 试验原料及研究方法
2.1 试验原料
2.1.1 原料化学成分分析
2.1.2 原料的物相分析
2.1.3 试验试剂
2.2 试验方法
2.2.1 试验步骤及流程
2.2.2 试验设备
2.2.3 试验结果评判标准
第三章 试验结果与分析
3.1 碱焙烧试验
3.1.1 焙烧的必要性
3.1.2 氢氧化钠用量试验
3.1.3 焙烧温度和焙烧时间的确定
3.2 盐酸浸出试验
3.2.1 酸浸必要性试验
3.2.2 酸种类的选择
3.2.3 酸用量试验
3.2.4 酸浸温度试验
3.2.5 酸浸时间的影响
3.2.6 搅拌速率的影响
3.2.7 酸浸浓度的影响
3.2.8 用硫酸替代盐酸
3.3 氢氟酸脱硅试验
3.3.1 用氢氟酸对盐酸已浸出样品进行深度脱硅
3.3.2 氢氟酸对石墨原矿的试验
3.3.3 氢氟酸直接处理焙烧石墨矿的试验
3.4 混合酸浸出试验
3.4.1 混合酸中氢氟酸用量试验
3.4.2 混合酸浸的温度试验
3.4.3 混合酸浸出时间试验
3.4.4 混合酸浓度的影响
3.4.5 酸浸过程中氢氟酸加入方式的影响
3.5 关于扩大试验
3.6 本章小结
第四章 石墨提纯过程杂质行为研究
4.1 硅的行为研究
4.1.1 物相分析
4.1.2 硅在碱焙烧过程中反应的动力学研究
4.1.2.1 反应动力学模型的建立
4.1.2.2 模型中参数的确定
4.1.2.3 模型的验证
4.2 酸浸过程中铝的行为研究
4.2.1 铝的物相
4.2.2 添加氢氟酸对于除铝的影响
4.3 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间的主要业绩
【引证文献】
本文编号：2885366
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/2885366.html
