粉石英增白提純技術(shù)的的研究

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)位論文粉石英提純增白技術(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243002萬方數(shù)據(jù)獨創(chuàng)性說明本人鄭重聲明:所呈交的論文是我個人在導(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)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。簽名日期:____________關(guān)于論文使用授權(quán)的說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增白技術(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,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,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礦物具有活化作用,影響它們的可浮性,故在浮選過程中引入抑制劑,研究抑制劑對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,兩種礦物的浮選回收率差可達(dá)到最大值,為47.86%,能實現(xiàn)二者的分離。通過浮選

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,礦物的反浮選分離機(jī)理??赡艿臋C(jī)理是,油酸鈉對紅柱石有物理和化學(xué)吸附,從而對紅柱石有捕收作用;油酸鈉對粉石英的作用為物理吸附,抑制劑磷酸氫二鈉對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,采用擦洗去除粘土雜質(zhì),研究擦洗時間、分散劑用量對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)位論文摘要擦洗時間20min,分散劑硅酸鈉用量0.2wt%,沉降分離時間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、氧化是將二價鐵雜質(zhì)氧化為三價鐵,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鐵雜質(zhì)還原為可溶于水的二價鐵離子,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

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