汤梦成:碱熔-酸浸提取粉煤灰中稀土元素研究论文

汤梦成:碱熔-酸浸提取粉煤灰中稀土元素研究论文

本文主要研究内容

作者汤梦成(2019)在《碱熔-酸浸提取粉煤灰中稀土元素研究》一文中研究指出:粉煤灰作为主要燃煤产物,富含多种重要金属元素。研究表明,煤及煤的燃烧产物中约含有5000万吨包括稀土(REE)在内的关键元素,相当于近50%的稀土矿资源储量。因此,研究从粉煤灰中提取稀土对资源循环利用及稀土战略安全具有重要意义。本文对提取粉煤灰中稀土的工艺和机理进行研究,主要包括:首先对粉煤灰中稀土元素的赋存状态进行了研究。利用数理统计并通过SPSS分析发现,稀土元素与Al、Si呈正相关,与Fe则呈现负相关。筛分试验结果表明,总稀土含量随着粒度的减小而增加,+100μm的颗粒中含量最低,为387.03 ppm;-10μm的颗粒中含量最高可达429.67 ppm。逐级化学提取结果表明,粉煤灰中稀土元素的主要载体为硅酸盐和铝硅酸盐型矿物,占比高达77.90%,其次为含硫化合物型矿物,占比仅为11.98%。稀土的其它存在形式约占总稀土的10.12%。结合前面相关性分析可以得出结论:粉煤灰中的大多数稀土都与硅酸盐或铝硅酸盐结合在一起。通过不同碱熔剂作用分析和动力学分析对碱熔过程的机理进行研究,并考察各因素对浸出效果的影响。通过热重分析观察反应发生的温度范围,并对产物进行XRD分析,研究发现Na2CO3、Na2O2、NaOH、KOH可破坏粉煤灰结构,使其转化为可溶性铝硅酸盐及其它硅酸盐矿物,从而提高稀土浸出率,尤以KOH最佳,Y、La、Ce、Pr、Nd的浸出率可分别达到85.47%,64.70%,77.22%,74.19%,69.38%。而NaCl、Ca(OH)2不能破坏粉煤灰结构,对稀土的浸出作用不大。以Na2CO3为碱熔剂,通过条件实验,优化后的碱熔试验条件为:碱熔温度860℃,碱熔时间30 min,Na2CO3与粉煤灰的质量比1:1,Y、La、Ce、Pr、Nd的浸出率可分别达85.17%、47.21%、53.41%、53.24%、58.38%。采用Kissinger方法拟合的线性相关性(R2)可达0.948,碱熔活化能E为895.52 kJ.mol-1,指前因子A为3.47×1041min-1,反应速率常数K为1.68 min-1。电位-pH图表明,在酸浸体系中,Y3+、Ce3+在H+浓度较高的溶液中热力学区能稳定存在,而Ce4+则不能稳定存在。通过条件实验与正交试验优化后的试验条件为:搅拌强度为400 r.min-1,盐酸浓度为3 mol.L-1,固液比为1:20 g.mL-1,总稀土元素的浸出率达到72.78%。采用收缩核模型对浸出过程中的动力学进行研究,结果表明用1-(1-α)1/3=k1t方程与动力学数据拟合的结果中R2值较高,相关性系数均在0.975以上,这说明稀土的浸出动力学模型符合收缩核模型。

Abstract

fen mei hui zuo wei zhu yao ran mei chan wu ,fu han duo chong chong yao jin shu yuan su 。yan jiu biao ming ,mei ji mei de ran shao chan wu zhong yao han you 5000mo dun bao gua xi tu (REE)zai nei de guan jian yuan su ,xiang dang yu jin 50%de xi tu kuang zi yuan chu liang 。yin ci ,yan jiu cong fen mei hui zhong di qu xi tu dui zi yuan xun huan li yong ji xi tu zhan lve an quan ju you chong yao yi yi 。ben wen dui di qu fen mei hui zhong xi tu de gong yi he ji li jin hang yan jiu ,zhu yao bao gua :shou xian dui fen mei hui zhong xi tu yuan su de fu cun zhuang tai jin hang le yan jiu 。li yong shu li tong ji bing tong guo SPSSfen xi fa xian ,xi tu yuan su yu Al、Sicheng zheng xiang guan ,yu Feze cheng xian fu xiang guan 。shai fen shi yan jie guo biao ming ,zong xi tu han liang sui zhao li du de jian xiao er zeng jia ,+100μmde ke li zhong han liang zui di ,wei 387.03 ppm;-10μmde ke li zhong han liang zui gao ke da 429.67 ppm。zhu ji hua xue di qu jie guo biao ming ,fen mei hui zhong xi tu yuan su de zhu yao zai ti wei gui suan yan he lv gui suan yan xing kuang wu ,zhan bi gao da 77.90%,ji ci wei han liu hua ge wu xing kuang wu ,zhan bi jin wei 11.98%。xi tu de ji ta cun zai xing shi yao zhan zong xi tu de 10.12%。jie ge qian mian xiang guan xing fen xi ke yi de chu jie lun :fen mei hui zhong de da duo shu xi tu dou yu gui suan yan huo lv gui suan yan jie ge zai yi qi 。tong guo bu tong jian rong ji zuo yong fen xi he dong li xue fen xi dui jian rong guo cheng de ji li jin hang yan jiu ,bing kao cha ge yin su dui jin chu xiao guo de ying xiang 。tong guo re chong fen xi guan cha fan ying fa sheng de wen du fan wei ,bing dui chan wu jin hang XRDfen xi ,yan jiu fa xian Na2CO3、Na2O2、NaOH、KOHke po huai fen mei hui jie gou ,shi ji zhuai hua wei ke rong xing lv gui suan yan ji ji ta gui suan yan kuang wu ,cong er di gao xi tu jin chu lv ,you yi KOHzui jia ,Y、La、Ce、Pr、Ndde jin chu lv ke fen bie da dao 85.47%,64.70%,77.22%,74.19%,69.38%。er NaCl、Ca(OH)2bu neng po huai fen mei hui jie gou ,dui xi tu de jin chu zuo yong bu da 。yi Na2CO3wei jian rong ji ,tong guo tiao jian shi yan ,you hua hou de jian rong shi yan tiao jian wei :jian rong wen du 860℃,jian rong shi jian 30 min,Na2CO3yu fen mei hui de zhi liang bi 1:1,Y、La、Ce、Pr、Ndde jin chu lv ke fen bie da 85.17%、47.21%、53.41%、53.24%、58.38%。cai yong Kissingerfang fa ni ge de xian xing xiang guan xing (R2)ke da 0.948,jian rong huo hua neng Ewei 895.52 kJ.mol-1,zhi qian yin zi Awei 3.47×1041min-1,fan ying su lv chang shu Kwei 1.68 min-1。dian wei -pHtu biao ming ,zai suan jin ti ji zhong ,Y3+、Ce3+zai H+nong du jiao gao de rong ye zhong re li xue ou neng wen ding cun zai ,er Ce4+ze bu neng wen ding cun zai 。tong guo tiao jian shi yan yu zheng jiao shi yan you hua hou de shi yan tiao jian wei :jiao ban jiang du wei 400 r.min-1,yan suan nong du wei 3 mol.L-1,gu ye bi wei 1:20 g.mL-1,zong xi tu yuan su de jin chu lv da dao 72.78%。cai yong shou su he mo xing dui jin chu guo cheng zhong de dong li xue jin hang yan jiu ,jie guo biao ming yong 1-(1-α)1/3=k1tfang cheng yu dong li xue shu ju ni ge de jie guo zhong R2zhi jiao gao ,xiang guan xing ji shu jun zai 0.975yi shang ,zhe shui ming xi tu de jin chu dong li xue mo xing fu ge shou su he mo xing 。

论文参考文献

  • [1].基于碱熔体系的页岩钒高效提取工艺及机理研究[D]. 蹇兴文.武汉科技大学2019
  • 读者推荐
  • [1].粉煤灰的改性及用于酸性矿井水处理的研究[D]. 敖燕环.华北科技学院2019
  • [2].磁性壳聚糖/粉煤灰复合材料的制备及其对染料吸附性能的研究[D]. 林小红.内蒙古师范大学2019
  • [3].石膏活化粉煤灰和赤泥提取氧化铝和白炭黑的研究[D]. 杨彬彬.太原理工大学2019
  • [4].新型粉煤灰改性材料对土壤镉的钝化修复效应与机制研究[D]. 赵航航.西北农林科技大学2019
  • [5].赤泥、电石渣与粉煤灰混合料的强度与渗透特性研究[D]. 闫炜炀.太原理工大学2019
  • [6].轴压荷载和硫酸盐侵蚀耦合作用下粉煤灰混凝土长期性能研究[D]. 童立强.烟台大学2019
  • [7].粉煤灰中稀土元素低温强化浸出研究[D]. 曹闪闪.中国矿业大学2019
  • [8].准格尔电厂粉煤灰中铝、锂、镓、稀土元素浸出工艺研究[D]. 张旭.河北工程大学2018
  • [9].国华准格尔电厂粉煤灰中稀土提取工艺研究[D]. 曲学峰.河北工程大学2018
  • [10].新型萃取体系应用于煤灰中分离稀土的研究[D]. 王亚兵.江西理工大学2018
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自中国矿业大学的汤梦成,发表于刊物中国矿业大学2019-07-18论文,是一篇关于粉煤灰论文,稀土元素论文,赋存状态论文,碱熔酸浸论文,中国矿业大学2019-07-18论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自中国矿业大学2019-07-18论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

    标签:;  ;  ;  ;  ;  

    汤梦成:碱熔-酸浸提取粉煤灰中稀土元素研究论文
    下载Doc文档

    猜你喜欢