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锶渣绿色制备超细碳酸锶的工艺条件

作　者: 张莉
导　师: 刘成伦
学　校: 重庆大学
专　业: 化学
关键词: 锶废渣 碳酸锶 两步复分解 三废回收
分类号: TQ132.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


我国是含锶矿的大国，由于初期开采工艺与制备方法不够合理，造成锶的利用率不高。锶废渣主要为浸取后未反应完全的矿石废料以及一些固体杂质，目前国内外生产碳酸锶的方法主要是碳还原法。企业每生产一万吨锶盐，就会产生八万吨的锶渣，目前主要应用于铺路、水泥制备等，造成大量锶资源流失。所以从锶渣中提制高纯、超细的碳酸锶，既合理的利用了资源又减少环境的污染。对锶矿石和锶渣进行物相、形态分析，得出锶矿石中锶含量为33.25%，锶渣中含有25.16%。锶矿石中锶以硫酸锶、碳酸锶为主要存在形态，硫化锶含量很低，基本不含铁酸锶和硅酸锶；而经过碳高温焙烧后的锶废渣中，锶主要存在形态为碳酸盐、硫酸盐和硫化物以及少量以硅酸盐和铁酸盐等锶的化合物。通过两步转化复分解法从锶渣中回收锶的最佳浸取条件：2.6mol/L的HCl为浸取剂；常温反应2h；盐酸与锶渣的液固比为7:1时固液分离容易；Na2CO3为转化剂；催化剂NH4Cl加入量为锶渣量的5%时，反应时间可缩短30%；锶的浸取率可达96%以上。实验温度控制在60℃，超声时间为45min，对碳酸锶的纯度及粒径有较好的提高。聚丙烯酰胺（用量为碳酸锶的1.5%）分散剂可促进生产粒径较小的碳酸锶。碳酸锶产品进行XRD物相分析，该碳酸锶为正交晶系，碳酸锶的纯度为95.08%，锶的回收率为90.36%。本文实验中的化工试剂（如NH4Cl、碳酸钠溶液等）可循环使用，回收的NH4Cl做催化剂，可使反应时间缩短，二次锶渣主要用于处理含铬、含磷废水等。整个制备过程体现了减少污染排放、绿色制备的特点。本文的研究结果对废锶渣的综合利用途径提供了有益的借鉴。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-18
  1.1 本研究的目的意义  8
  1.2 锶尾矿中锶的利用现状  8-11
    1.2.1 锶废渣的来源与成分  9-10
    1.2.2 锶尾矿对环境的影响  10
    1.2.3 锶尾矿的利用途径  10-11
  1.3 从锶矿中提取碳酸锶的方法及碳酸锶的应用现状  11-14
    1.3.1 碳酸锶的提取方法  11-13
    1.3.2 碳酸锶的应用现状  13-14
  1.4 锶矿生产中三废综合利用  14-16
    1.4.1 废气的资源化利用  14-15
    1.4.2 废水的资源化利用  15-16
    1.4.3 废渣的资源化利用  16
  1.5 论文主要研究内容及技术路线  16-18
    1.5.1 论文主要研究内容  16-17
    1.5.2 技术路线  17-18
2 锶的物相分析及形态分析  18-27
  2.1 实验仪器及试剂  18-19
  2.2 实验方法  19-21
    2.2.1 实验原料  19
    2.2.2 实验步骤  19-20
    2.2.3 锶渣成分测定  20-21
  2.3 实验结果与讨论  21-24
    2.3.1 锶渣及锶矿石的元素分析  21-22
    2.3.2 锶渣及锶矿石中锶的形态分布  22-24
  2.4 共存元素对锶提取率的影响分析  24-25
  2.5 本章小结  25-27
3 锶废渣提制超细碳酸锶的条件优化  27-41
  3.1 实验仪器及试剂  27-28
  3.2 锶渣中锶的浸取回收条件  28-30
    3.2.1 实验原理  28-29
    3.2.2 实验方法  29
    3.2.3 锶的测定方法  29-30
  3.3 浸取液的除杂  30-31
  3.4 碳酸锶的制备  31
  3.5 锶浸取率的影响因素分析  31-34
    3.5.1 浸取剂的选择  31-32
    3.5.2 盐酸用量的选择  32-33
    3.5.3 氯化铵用量对浸取时间的影响  33
    3.5.4 转化剂对锶回收率的影响  33-34
  3.6 碳酸锶粒径的影响因素分析  34-39
    3.6.1 反应温度对转化率的影响  34
    3.6.2 超声时间对碳酸锶粒径的影响  34-35
    3.6.3 SDS 用量对粒径的影响  35-36
    3.6.4 CTAB 用量对粒径的影响  36
    3.6.5 吐温-40 用量对粒径的影响  36-37
    3.6.6 PAM 用量对粒径的影响  37-38
    3.6.7 碳酸锶产物的 XRD 物相分析  38-39
    3.6.8 碳酸锶的 XRF 分析  39
  3.7 本章小结  39-41
4 碳酸锶生产过程零排放工艺设计  41-45
  4.1 含硫废气的回收利用  41
  4.2 氨氮废水的回收利用  41-43
  4.3 二次锶渣的回收利用  43-44
  4.4 本章小结  44-45
5 结论与展望  45-47
  5.1 结论  45-46
  5.2 后续工作展望  46-47
致谢  47-48
参考文献  48-52
附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文  52

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 金属元素的无机化合物化学工业 > 第Ⅱ族金属元素的无机化合物 > 碱土金属（ⅡＡ族）元素的无机化合物 > 锶的无机化合物
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