论文部分内容阅读
天青石提取锶在现代工艺中得到广泛应用，但研究发现在天青石浸取过程中仅有50%锶的得到了有效利用。本文以传统工艺为基础，探索了提高锶浸取率及纯度的最佳工艺条件，并从化学动力学特征及助浸剂增溶机制的角度进行了理论分析，为提高天青石中锶的浸取率提供了理论依据，其主要内容如下：首先，在测定天青石矿物的组成及其含量的基础上，通过设计六因素五水平正交试验探索出了最佳提取工艺条件，对影响因素（天青石粒径、反应时间、助浸剂HCl的用量、固体质量比）进一步分析，使锶的浸取率与文献值相比有较大提高。正交设计实验得出最佳工艺条件为天青石粒径小于0.075mm，天青石与浸取剂的质量比为2.5（浸取剂的固液比SDS:吐温40:HCl（2.6mol/L）为6:1:2），温度是333K时浸取6h，在此条件下，锶浸取率可以达到97.21%，比不添加助浸剂时的浸取率35.88%提高了61.33%。其次，通过实验分析了SDS和吐温40在锶浸取过程中的作用机理。结果表明，SDS在酸性溶液中很容易水解，生成醇，醇的存在会使SDS的表面活性提高。SDS在天青石（SrSO4）表面与锶离子发生交换作用，有效地浮选锶矿。吐温40含有多个羟基和醚基，可与天青石表面多个含氧官能团产生氢键吸附，增强天青石表面的亲水性。另外，本文通过利用未反应收缩模型来描述的浸出反应动力学方程得出天青石浸取锶的表观活化能约为14.09kJ/mol，属于扩散控制过程。最后，在利用天青石浸取液制备碳酸锶的过程中，探讨了溶液中不同金属离子从开始沉淀到沉淀完全时的pH值。本文选用NH3·H2O调节溶液的pH值，考察NH3·H2O用量对不同金属离子去除的影响。采用两次转化法，分别用碳酸氢铵和碳酸钠对锶溶液进行转化，探讨碳酸氢铵转化剂对碳酸锶纯度的影响。表明碳酸氢铵用量以12g为宜，控制反应温度为333K，锶的转化率达到91.21%。本研究获得的碳酸锶为正交晶系（晶格常数为：a=5.107nm、b=8.414nm、c=6.029nm）。纯度为94.17%，锶浸取率为97.21%。