磷钾伴生矿低温酸浸动力学及过程强化研究
发布时间：2021-11-15 22:28
农作物的生长需要钾肥。当前钾肥的生产主要来源于可溶性钾,但我国严重缺乏,而不溶性钾资源却十分丰富。近年来,在湖北宜昌地区发现储量高达8亿吨的磷钾伴生矿。该矿具有天然的磷钾共生的优良特性,含P2O5 6～12%,K2O 5～10%,若能合理地利用其生产国内短缺的磷钾复合肥,可以缓解我国磷钾肥供需矛盾。由于矿中的钾主要以结构稳定的钾长石（KAl Si3O8）的形态存在,常温常压下难以被一般的酸或碱分解。因此,该矿利用的一个关键是将矿中的钾经济有效地提取出来。本论文在前期研究的基础上,采用低温酸浸法分解磷钾伴生矿,并对酸浸过程所涉及到的动力学及过程强化等方面展开了详细的研究,主要研究内容及结论如下:（1）研究了氟化物对磷钾伴生矿酸浸过程的影响。结果表明:几种氟化物作用于盐酸法浸取磷钾伴生矿的效果为Ca F2>NH4F>Na F>KF。在较佳的条件下,Ca F2、NH4F、Na F...
【文章来源】：武汉工程大学湖北省
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
缩核模型示意图
武汉工程大学博士学位论文24第2章实验与分析、检测方法2.1实验用原矿的制备实验用磷钾伴生矿原料取自湖北宜昌夷陵地区，开采的磷钾伴生矿为块状页岩，为了提高固液反应效率，增加矿物的比表面积，需要经过数次破碎工艺预处理。首先，块状矿石经过机械破碎至细小颗粒，再经过腭式破碎机、筛分机、对辊机继对其进行续深度粉碎，最后使用棒磨机磨细、过滤、干燥，过80目筛。实验所用磷钾伴生矿粉制备流程如图2-1所示。图2-1原矿处理流程图Fig.2-1Flowchartofoperationofrawore2.2实验方法2.2.1氟化物酸浸磷钾伴生矿实验先向烧瓶内准确投入指定浓度的盐酸，开启搅拌，升温至指定温度并保持恒定，再称取一定量的磷钾伴生矿矿粉加入到三口烧瓶，最后加入需要添加的其他助剂。根据不同的反应时间，在反应完毕后迅
武汉工程大学博士学位论文262.2.3滤渣中氟的浸取实验经过水洗后的滤渣几乎不溶于水溶液或酸溶液，为了将滤渣中的氟元素由固相转化至液相，需要将滤渣进行预处理。首先将滤渣和过量的KOH固体混合均匀，放置在铜质坩埚中，马弗炉预热至600℃，将装有滤渣和KOH固体的坩埚放进马弗炉高温反应30分钟。冷却，水洗，过滤，得滤液。用离子色谱分析滤液中氟离子含量。滤渣中氟的浸取实验流程图如图2-3所示。图2-3滤渣中氟的浸取实验流程图Fig.2-3Schematicdiagramofleachingfluorineinslag2.3分析检测方法2.3.1钾的分析方法本课题组段欢[82]已对火焰原子吸收光谱法测钾原理进行了深入的研究。研究发现采用标准加入法对钾进行测定准确度高。采用标准加入法测钾的具体步骤参考GB11904-1989[111]。2.3.2磷的分析方法原理：磷与钼酸铵在酸性条件下生成磷钼酸铵黄色沉淀，而磷钼酸铵溶于碱。故采用氢氧化钠溶液滴定磷钼酸铵沉淀，令其完全溶解。根据氢氧化钠溶液的实际消耗量，即可算出溶液中磷含量。具体步骤参考GB15063-1994[112]。2.3.3氟的分析方法利用离子色谱对溶液中氟离子进行定量分析。淋洗液携带试液流
【参考文献】：
期刊论文
[1]标准衬氟管道在一定厚度下的ANSYS热变形分析[J]. 黄颜锋,刘奇英,乔长虎. 化工管理. 2018(25)
[2]磷石膏、钾长石与焦炭热反应试验及机理研究[J]. 李兴平,刘阳,张西兴,胡兆平. 矿产综合利用. 2017(05)
[3]磷钾伴生矿中的钾在HCl-H3PO4混酸溶液中的浸出动力学（英文）[J]. 马家玉,杜学兰,覃远航,吴再坤,池汝安,王存文. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(08)
[4]KOH亚熔盐体系中用CuO催化氧化浸出铬铁矿（英文）[J]. 刘龙杰,杜浩,张洋,郑诗礼,张懿. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(04)
[5]Extraction and Reaction Mechanism of Potassium from Associated Phosphorus and Potassium Ore[J]. 李亮,雷绍民,LIU Yuanyuan,LUO Huihua. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2016(06)
[6]An efficient methodology for utilization of K-feldspar and phosphogypsum with reduced energy consumption and CO2 emissions[J]. Zhixi Gan,Zheng Cui,Hairong Yue,Siyang Tang,Changjun Liu,Chun Li,Bin Liang,Heping Xie. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2016(11)
[7]中国钾盐钾肥发展历程及“十三五”发展愿景[J]. 李刚. 国土资源情报. 2015(10)
[8]磷钾伴生矿酸浸液除氯过程的研究[J]. 王为国,贺方杰,吕仁亮,陈苏芳,汪铁林,王存文. 化学与生物工程. 2015(03)
[9]世界钾资源最新概况及供需和贸易情况[J]. 亓昭英,鲍荣华,张萍. 磷肥与复肥. 2015(03)
[10]中国化肥投入区域差异及环境风险分析[J]. 刘钦普. 中国农业科学. 2014(18)
博士论文
[1]富钾页岩钾赋存状态及提钾过程机理研究[D]. 刘杰.东北大学 2009
[2]中低品位磷矿微生物溶解基础研究[D]. 肖春桥.中南大学 2009
[3]低品位磷矿的微生物浸出研究[D]. 刘俊.武汉理工大学 2008
硕士论文
[1]磷钾伴生矿磷酸—盐酸混酸提钾研究[D]. 杜学兰.武汉工程大学 2016
[2]中低品位磷钾伴生矿低温酸浸提钾研究[D]. 张爽.武汉工程大学 2015
[3]磷钾伴生矿生产化肥过程中铝元素的资源化利用[D]. 李青鹏.武汉工程大学 2015
[4]宜昌地区磷钾伴生矿及磷尾矿的矿物学研究及浮选工艺[D]. 刘艺玮.武汉工程大学 2014
[5]低温浸出提取磷钾伴生矿中钾的研究[D]. 段欢.武汉工程大学 2014
[6]钾长石共酸提钾的研究[D]. 黄珂.郑州大学 2012
本文编号：3497619
【文章来源】：武汉工程大学湖北省
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
缩核模型示意图
武汉工程大学博士学位论文24第2章实验与分析、检测方法2.1实验用原矿的制备实验用磷钾伴生矿原料取自湖北宜昌夷陵地区，开采的磷钾伴生矿为块状页岩，为了提高固液反应效率，增加矿物的比表面积，需要经过数次破碎工艺预处理。首先，块状矿石经过机械破碎至细小颗粒，再经过腭式破碎机、筛分机、对辊机继对其进行续深度粉碎，最后使用棒磨机磨细、过滤、干燥，过80目筛。实验所用磷钾伴生矿粉制备流程如图2-1所示。图2-1原矿处理流程图Fig.2-1Flowchartofoperationofrawore2.2实验方法2.2.1氟化物酸浸磷钾伴生矿实验先向烧瓶内准确投入指定浓度的盐酸，开启搅拌，升温至指定温度并保持恒定，再称取一定量的磷钾伴生矿矿粉加入到三口烧瓶，最后加入需要添加的其他助剂。根据不同的反应时间，在反应完毕后迅
武汉工程大学博士学位论文262.2.3滤渣中氟的浸取实验经过水洗后的滤渣几乎不溶于水溶液或酸溶液，为了将滤渣中的氟元素由固相转化至液相，需要将滤渣进行预处理。首先将滤渣和过量的KOH固体混合均匀，放置在铜质坩埚中，马弗炉预热至600℃，将装有滤渣和KOH固体的坩埚放进马弗炉高温反应30分钟。冷却，水洗，过滤，得滤液。用离子色谱分析滤液中氟离子含量。滤渣中氟的浸取实验流程图如图2-3所示。图2-3滤渣中氟的浸取实验流程图Fig.2-3Schematicdiagramofleachingfluorineinslag2.3分析检测方法2.3.1钾的分析方法本课题组段欢[82]已对火焰原子吸收光谱法测钾原理进行了深入的研究。研究发现采用标准加入法对钾进行测定准确度高。采用标准加入法测钾的具体步骤参考GB11904-1989[111]。2.3.2磷的分析方法原理：磷与钼酸铵在酸性条件下生成磷钼酸铵黄色沉淀，而磷钼酸铵溶于碱。故采用氢氧化钠溶液滴定磷钼酸铵沉淀，令其完全溶解。根据氢氧化钠溶液的实际消耗量，即可算出溶液中磷含量。具体步骤参考GB15063-1994[112]。2.3.3氟的分析方法利用离子色谱对溶液中氟离子进行定量分析。淋洗液携带试液流
【参考文献】：
期刊论文
[1]标准衬氟管道在一定厚度下的ANSYS热变形分析[J]. 黄颜锋,刘奇英,乔长虎. 化工管理. 2018(25)
[2]磷石膏、钾长石与焦炭热反应试验及机理研究[J]. 李兴平,刘阳,张西兴,胡兆平. 矿产综合利用. 2017(05)
[3]磷钾伴生矿中的钾在HCl-H3PO4混酸溶液中的浸出动力学（英文）[J]. 马家玉,杜学兰,覃远航,吴再坤,池汝安,王存文. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(08)
[4]KOH亚熔盐体系中用CuO催化氧化浸出铬铁矿（英文）[J]. 刘龙杰,杜浩,张洋,郑诗礼,张懿. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(04)
[5]Extraction and Reaction Mechanism of Potassium from Associated Phosphorus and Potassium Ore[J]. 李亮,雷绍民,LIU Yuanyuan,LUO Huihua. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2016(06)
[6]An efficient methodology for utilization of K-feldspar and phosphogypsum with reduced energy consumption and CO2 emissions[J]. Zhixi Gan,Zheng Cui,Hairong Yue,Siyang Tang,Changjun Liu,Chun Li,Bin Liang,Heping Xie. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2016(11)
[7]中国钾盐钾肥发展历程及“十三五”发展愿景[J]. 李刚. 国土资源情报. 2015(10)
[8]磷钾伴生矿酸浸液除氯过程的研究[J]. 王为国,贺方杰,吕仁亮,陈苏芳,汪铁林,王存文. 化学与生物工程. 2015(03)
[9]世界钾资源最新概况及供需和贸易情况[J]. 亓昭英,鲍荣华,张萍. 磷肥与复肥. 2015(03)
[10]中国化肥投入区域差异及环境风险分析[J]. 刘钦普. 中国农业科学. 2014(18)
博士论文
[1]富钾页岩钾赋存状态及提钾过程机理研究[D]. 刘杰.东北大学 2009
[2]中低品位磷矿微生物溶解基础研究[D]. 肖春桥.中南大学 2009
[3]低品位磷矿的微生物浸出研究[D]. 刘俊.武汉理工大学 2008
硕士论文
[1]磷钾伴生矿磷酸—盐酸混酸提钾研究[D]. 杜学兰.武汉工程大学 2016
[2]中低品位磷钾伴生矿低温酸浸提钾研究[D]. 张爽.武汉工程大学 2015
[3]磷钾伴生矿生产化肥过程中铝元素的资源化利用[D]. 李青鹏.武汉工程大学 2015
[4]宜昌地区磷钾伴生矿及磷尾矿的矿物学研究及浮选工艺[D]. 刘艺玮.武汉工程大学 2014
[5]低温浸出提取磷钾伴生矿中钾的研究[D]. 段欢.武汉工程大学 2014
[6]钾长石共酸提钾的研究[D]. 黄珂.郑州大学 2012
本文编号：3497619
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