磷矿石浸提脱镁过程中化学物理性能变化研究

发布时间：2017-07-16 12:29

  本文关键词：磷矿石浸提脱镁过程中化学物理性能变化研究

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【摘要】：本文以磷矿石浸提脱镁过程中化学物理性能变化为研究对象,针对某地区采集的矿样,利用化学分析法和激光粒度仪、X射线衍射、X光电子能谱仪、扫描电镜、低温氮气吸附技术、电子探针背散射等表征对其基础化学物理性能进行分析,建立磷矿石的基础物理化学性能数据库。选择低镁磷矿石和高镁磷矿石为研究对象,通过选取反应温度、反应时间、液固比、搅拌速率等脱镁工艺参数设计脱镁正交实验,以脱镁率和磷损失率为考察指标优化出脱镁工艺组合；在优化的脱镁工艺条件下,研究低镁磷矿石和高镁磷矿石的脱镁过程中化学成份及含量变化、物理结构与性能变化,从而为磷矿石脱镁技术提供指导。在磷矿原矿的基础化学物理性能研究中,不同的磷矿石具有各自的基础特性。通过正交实验得出,低镁磷矿石脱镁工艺为：反应温度40℃,搅拌速率300r/min,液固比5：1 cm3/g,反应时间30 min,磷矿颗粒大小80-120目,pH值控制在2-3之间；高镁磷矿石脱镁工艺为：反应温度50℃,搅拌速率300 r/min,液固比5：1 cm3/g,反应时间40 min,磷矿颗粒大小80-120目,pH值控制在2-3之间。在优化的脱镁工艺条件下进行脱镁过程研究,低镁磷矿石中MgO脱除率为94.30%,CaO脱除率为2.48%,A1203脱除率为50.40%,Fe203脱除率29.10%,Na2O脱除率为53.72%、K20脱除率为17.74%;高镁磷矿石中MgO脱除率为98.5%,CaO脱除率为5.71%,A1203脱除率为35.71%,Fe203脱除率为18.25%,Na2O脱除率为70%,K2O脱除率为37.69%。反应前期,低镁磷矿石脱镁反应主要发生在矿石颗粒的表层,高镁磷矿石脱镁反应在矿石颗粒表层与内部同时进行；反应中期,两种矿石的表面均有颗粒状或棒状产物生成,粒度分布与孔道结构发生改变,持续到反应后期；反应后期,白云石基本被酸解,剩下以磷灰石和硅酸盐为骨架的颗粒,基本达到脱镁保磷效果。
【关键词】：磷矿石 磷硫混酸 脱镁 化学反应
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD97
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 第一章 绪论17-23
• 1.1 磷矿石基础性质17-18
• 1.1.1 磷酸盐矿物17
• 1.1.2 碳酸盐矿物17-18
• 1.1.3 硅质矿物18
• 1.1.4 其它矿物18
• 1.2 磷矿脱镁工艺研究进展18-20
• 1.2.1 物理法18-19
• 1.2.2 化学法19
• 1.2.3 生物法19-20
• 1.2.4 其它方法20
• 1.3 化学浸提脱镁工艺研究进展20-21
• 1.4 本文研究的目的、意义与主要内容21-23
• 1.4.1 论文研究的目的与意义21
• 1.4.2 论文的主要研究内容21-23
• 第二章 实验部分23-31
• 2.1 实验药品23-24
• 2.2 实验仪器与装置24
• 2.3 实验方法24-25
• 2.3.1 磷矿石预处理工艺24-25
• 2.3.2 磷硫混酸的配制工艺25
• 2.3.3 脱镁过程工艺25
• 2.4 实验方法设计25-26
• 2.5 分析方法26-29
• 2.5.1 王水法酸溶磷矿样品26
• 2.5.2 P_2O_5质量分数的测定26
• 2.5.3 MgO质量分数的测定26-27
• 2.5.4 CaO质量分数的测定27
• 2.5.5 Fe_2O_3质量分数的测定27
• 2.5.6 Al_2O_3质量分数的测定27
• 2.5.7 K_2O质量分数的测定27
• 2.5.8 Na_2O质量分数的测定27-28
• 2.5.9 密度测定28
• 2.5.10 发泡性能测定28
• 2.5.11 反应活性与抗组缓性系数测定28-29
• 2.6 表征手段29-31
• 2.6.1 激光粒度仪表征29
• 2.6.2 傅里叶红外光谱仪表征29
• 2.6.3 X射线衍射表征29
• 2.6.4 X射线光电子能谱仪表征29-30
• 2.6.5 扫描电子显微镜表征30
• 2.6.6 透射电子显微镜表征30
• 2.6.7 比表面分析仪表征(BET)30
• 2.6.8 电子探针背散射成像表征(EPMA)30-31
• 第三章 原矿特性研究31-51
• 3.1 低镁矿31-41
• 3.1.1 化学成份与含量31-34
• 3.1.2 物理结构与矿相34-39
• 3.1.3 矿石工艺特性39-41
• 3.2 高镁矿41-50
• 3.2.1 化学成份与含量41-44
• 3.2.2 物理结构与矿相44-48
• 3.2.3 矿石工艺特性48-50
• 3.3 磷矿石性能对比50-51
• 第四章 脱镁过程中化学成分变化51-69
• 4.1 脱镁过程中化学反应51-52
• 4.2 低镁矿脱镁过程52-60
• 4.2.1 脱镁工艺参数的优化52-55
• 4.2.2 主要化学成份的变化55-60
• 4.3 高镁矿脱镁过程60-67
• 4.3.1 脱镁工艺参数的优化60-63
• 4.3.2 主要化学成份的变化63-67
• 本章小结67-69
• 第五章 脱镁过程中物理结构与性能变化69-86
• 5.1 低镁矿脱镁过程69-77
• 5.1.1 形貌、粒度与孔结构69-74
• 5.1.2 矿相结构变化74-77
• 5.2 高镁矿脱镁过程77-85
• 5.2.1 形貌、粒度与孔结构77-82
• 5.2.2 矿相结构变化82-85
• 本章小结85-86
• 结论86-87
• 参考文献87-92
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况92

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