粉石英增白提純技術(shù)的的研究

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1、安徽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文粉石英提純?cè)霭准夹g(shù)的研究論文題目：StudyonPurificationandWhiteningTechnologyofPowderQuartz作者：周海玲學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院指導(dǎo)教師：鄭翠紅單位：安徽工業(yè)大學(xué)協(xié)助指導(dǎo)教師：朱偉長(zhǎng)單位：安徽工業(yè)大學(xué)單位：論文提交日期：2012年05月20日學(xué)位授予單位：安徽工業(yè)大學(xué)安徽馬鞍山243002萬(wàn)方數(shù)據(jù)獨(dú)創(chuàng)性說(shuō)明本人鄭重聲明：所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的研究成果，也不包含為獲得安徽工業(yè)大學(xué)

2、或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)所使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說(shuō)明并表示了謝意。簽名日期：____________關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明本人完全了解安徽工業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文,保密的論文在解密后應(yīng)遵循此規(guī)定。簽名導(dǎo)師簽名日期：____________萬(wàn)方數(shù)據(jù)安徽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要粉石英提純?cè)霭准夹g(shù)的研究摘要高純二氧化硅是一類極為重要的光電子材料，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光纖通訊、激光和

3、航天等高技術(shù)領(lǐng)域。本文主要研究反浮選法和酸處理提純工藝，以提高貴州和廣西省出產(chǎn)的粉石英礦的白度和純度。采用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、感應(yīng)耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP)等技術(shù)對(duì)粉石英原料的化學(xué)組成、晶體結(jié)構(gòu)及形貌進(jìn)行表征，結(jié)果表明廣西粉石英原料中二氧化硅含量為96.00%，白度為55.8%，其中的主要雜質(zhì)為粘土和鐵的氧化物；而貴州粉石英中的二氧化硅含量為80.02%，白度為66.0%，主要雜質(zhì)為紅柱石、水鋁石及少量鐵的氧化物。根據(jù)貴州粉石英的特點(diǎn)，采取反浮選法去除紅柱石雜質(zhì)。分別選擇油酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)作為捕

4、收劑，研究浮選液pH值、捕收劑濃度對(duì)紅柱石與粉石英回收率的影響。結(jié)果表明，捕收劑捕收效果為油酸鈉>十二烷基苯-3磺酸鈉>CTAB。以油酸鈉為捕收劑時(shí)，最佳的浮選條件為油酸鈉濃度為3.3×10mol/L，pH=8.5，紅柱石與粉石英的回收率差為38.58%。由于礦物表面存在一些金屬離子對(duì)礦物具有活化作用，影響它們的可浮性，故在浮選過(guò)程中引入抑制劑，研究抑制劑對(duì)礦物浮選性能的影響。以油酸鈉為捕收劑，抑制劑抑制粉石英的效果為磷酸氫二鈉>檸檬酸>-3硅酸鈉。當(dāng)磷酸氫二鈉濃度為1.7×10mol/L時(shí)，兩種礦物的浮選回收率差可達(dá)到最大值，為47.86%，能實(shí)現(xiàn)二者的分離。通過(guò)浮選

5、產(chǎn)物的紅外光譜分析以及礦物表面Zeta電位的分析，揭示了用油酸鈉作陰離子捕收劑時(shí)，礦物的反浮選分離機(jī)理?？赡艿臋C(jī)理是，油酸鈉對(duì)紅柱石有物理和化學(xué)吸附，從而對(duì)紅柱石有捕收作用；油酸鈉對(duì)粉石英的作用為物理吸附，抑制劑磷酸氫二鈉對(duì)粉石英表面起解吸作用，因此能有效地分離抑制粉石英起浮，從而實(shí)現(xiàn)兩者的分離。采用酸浸法除去浮選后的貴州粉石英中的水鋁石雜質(zhì)和少量鐵的氧化物。研究表明，最佳的酸浸條件如下：鹽酸與浮選后的粉石英液固質(zhì)量比為3:1，鹽酸濃度為18wt%，酸浸溫度為60℃，保溫時(shí)間30min，在常溫下靜置8h。-3貴州粉石英礦在最佳的浮選條件下，即油酸鈉濃度為3.3×10mo

6、l/L，pH=8.5，-3磷酸氫二鈉濃度為1.7×10mol/L，浮選5分鐘，得到產(chǎn)品的SiO2含量為91.65%，白度為73.0%。在最佳的酸浸條件下對(duì)浮選后的粉石英進(jìn)行酸浸，得到產(chǎn)品的二氧化硅含量為98.49%，白度為89.3%，達(dá)到一般石英砂的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)廣西粉石英的特點(diǎn)，采用擦洗去除粘土雜質(zhì)，研究擦洗時(shí)間、分散劑用量對(duì)粉石英白度和純度的影響，確定了最佳的工藝參數(shù)為擦洗5次，每次水料重量比3:1，-I-萬(wàn)方數(shù)據(jù)安徽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要擦洗時(shí)間20min，分散劑硅酸鈉用量0.2wt%，沉降分離時(shí)間1h。擦洗后的粉石英經(jīng)氧化、球磨、配位還原等物理化學(xué)方法去除鐵雜質(zhì)。

7、氧化是將二價(jià)鐵雜質(zhì)氧化為三價(jià)鐵，研究表明采用煅燒氧化方法比雙氧水氧化法效果好；球磨是使粉石英顆粒細(xì)化，使得被包裹的雜質(zhì)暴露于表面，有利于去除；配位還原法是將三價(jià)鐵雜質(zhì)還原為可溶于水的二價(jià)鐵離子，與配位劑配位成可溶于水的配位離子，隨洗滌被去除。研究表明，除鐵增白的最佳工藝如下：將擦洗后的粉石英在600℃下煅燒2h，再球磨15min，對(duì)球磨后的粉石英進(jìn)行調(diào)漿，水料重量比3:1，60℃下加入保險(xiǎn)粉1.5wt%（占粉石英原料的重量比），溶解后，加入檸檬酸鈉與檸檬酸，總量為2.5wt%（占粉石英原料的質(zhì)量比），檸檬酸鈉與檸檬酸重量比3:2，在攪拌下