论文部分内容阅读
本文研究了在水热条件下不同助剂浸取钾长石的分解反应过程及反应机理,主要的研究目标为探索反应温度、反应时间、水的用量、添加剂的用量等因素对提钾率的影响和反应过程中物相变化。通过X射线衍射、主要元素含量变化的分析、扫描电镜及能谱分析等手段对反应后的滤渣进行结构表征。主要研究内容为以下几方面:
1.分别研究了在水热条件下以NH4HCO3、CON2H4、CaO、NaCl-NaOH为助剂浸取钾长石的反应过程。结果表明:钾长石-NH4HCO3、钾长石-CON2H4体系在水热条件下反应,总体提钾率很低,且不能通过改变KAlSi3O8的晶体结构,使钾溶出。在低温(150℃)水热条件下,钾长石-NaCl体系的提钾率为14％左右,但在该体系基础上加入适量的氢氧化钠时提钾率明显增大,最高可达95％左右,这说明碱性越强,水热体系下提钾效果越好。
2.以水热条件下的钾长石-NaOH反应体系为研究目标,全面探讨影响该体系提钾率的各种因素。实验表明在最优条件下钾的溶出率可高达90％以上。通过分别对原矿和滤渣进行XRD物相分析,结果表明NaOH添加剂破坏了钾长石的晶体结构,并形成了新物相。通过正交试验可知各因素对钾浸出率影响的显著性依次为:反应温度＞反应时间＞氢氧化钠用量＞水用量。
3.主要研究了在水热条件下,钾长石-NaOH体系反应后的滤液及滤渣中K、Si、Al、Na各主要元素的含量变化,并根据需求对反应滤渣进行了XRD衍射谱图和SEM及EDS分析,结果表明:碱性条件下,钾长石的分解反应具有化学反应控制的特征。提高钾长石的分解率,溶入到溶液中的硅与钾增多,溶入到溶液中Al基本保持不变,只有13％左右。一定量的氢氧化钠可以分解钾长石,并生成新的物相为[Na12Al12Si12O48]·27H2O、[NaAlSi3O8]·nH2O,结果充分说明,钾长石-NaOH体系在水热条件下的分解反应不是简单的离子交换,而是反应物中的活化离子OH-改变了钾长石的晶体结构,提高了钾长石的分解率。