【摘 要】
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随着现代工业的发展，如何高效率、低成本的处理锆矿以满足锆需求量的增加显得尤为重要。碱熔法是从硅酸盐矿物中提取有价金属的有效手段之一，且日益受到人们的关注。为了高效地从天然锆矿中提取锆，有必要对锆英石在不同碱处理环境下硅锆分离反应机理进行更深入的研究，在本文研究了ZrSiO4在不同碱熔融体系中的转化行为及转化机理，从而为碱熔融法处理锆英砂高效分离硅锆提供理论依据。
论文主要取得以下研究结果:
(1)通过差热—热重法研究ZrSiO4在不同碱熔条件下的反应过程，结果表明在ZrSiO4碱熔反应
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随着现代工业的发展，如何高效率、低成本的处理锆矿以满足锆需求量的增加显得尤为重要。碱熔法是从硅酸盐矿物中提取有价金属的有效手段之一，且日益受到人们的关注。为了高效地从天然锆矿中提取锆，有必要对锆英石在不同碱处理环境下硅锆分离反应机理进行更深入的研究，在本文研究了ZrSiO4在不同碱熔融体系中的转化行为及转化机理，从而为碱熔融法处理锆英砂高效分离硅锆提供理论依据。
论文主要取得以下研究结果:
(1)通过差热—热重法研究ZrSiO4在不同碱熔条件下的反应过程，结果表明在ZrSiO4碱熔反应中存在持续失重现象，说明在NaOH和KOH体系中将有水释放，在Na2CO3体系中有CO2放出。
(2) XRD分析表明反应中间产物和最终的物相与碱的强度有关，NaOH熔融中间产物为Na2SiO3，一种链状(Q2)硅酸盐;随着反应进行，桥氧键被碱破坏，最终产物为岛状的Na4SiO4和锆酸盐;KOH熔融产物为层状(Q3)硅酸盐K2Si2O5和K4ZrO4。Na2CO3熔融产物为Na2ZrSiO5，一种孤岛状(Q0)的硅酸盐，其很难再与熔融Na2CO3作用而实现硅锆的完全分离。
(3)红外光谱分析表明在NaOH和KOH的碱熔融反应体系中，ZrSiO4中岛状结构的硅氧四面体遭到破坏，部分Si-Onb断裂，失去氧的硅氧四面体通过羟基化脱水缩合的反应模式形成桥氧，而在Na2CO3体系中同样碱料比条件下Zr-O-Si不能完全破坏，产物仍为岛状结构硅酸盐。
(4) XPS分析表明在碱熔融反应后，在NaOH和KOH的碱熔融反应体系中，硅氧四面体中的氧从非桥氧转化为桥氧。不同体系的碱熔反应都会改变锆、氧、硅原子的核外电子的结合能。
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