论文题目: 钾长石离子交换基础理论及应用研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 化学工艺
作者: 胡波
导师: 韩效钊
关键词: 钾长石,提钾,离子交换,反应机理,表面活性剂
文献来源: 合肥工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文研究了钾长石与熔盐氯化钠离子交换反应的热力学和动力学,在1123-1273K反应温度下,反应的△GT0皆为负,反应可以自发进行,反应的△HT0皆为负,反应为放热反应;在开始阶段内扩散为控制步骤,表观活化能为38.06J/mol,反应中、后期化学交换反应成为控制步骤,表观活化能为 129.69kJ/mol;利用二级动力学反应模型建立了交换反应的动力学方程。 正交实验得出,对于钾溶出率,较理想的实验条件为:原料配比0.8:1,反应温度150℃,磷酸用量3mL/（g磷矿粉）,反应时间2.5h,磷酸浓度49%P2O5;对于磷溶出率,较理想的实验条件为:反应时间2.5h,磷酸用量4.5mL/（g磷矿粉）,原料配比0.8:1,磷酸浓度44%P2O5,反应温度120℃。利用X射线衍射仪（XRD）、傅立叶红外光谱仪（FTIR）和拉曼光谱仪（Raman）对反应水不溶物进行物相分析和结构表征,表明钾长石、磷矿与磷酸反应机理同时存在两种机制:一方面是离子交换提钾,另一方面是氢氟酸分解钾长石提钾;磷矿中的氟离子反应后主要以不溶性的氟硅酸盐形式存在于固相中。 本文还考察了不同表面活性剂对提钾效果的影响,实验结果表明阳离子表面活性剂与钾长石的相容性最好,并以离子对形式吸附于钾长石表面,用量为500g/t时,钾溶出率提高8.26个百分点;阴离子表面活性剂与钾长石的相容性较好,用量为500g/t时,钾溶出率提高7.00个百分点;非离子和两性表面活性剂与钾长石的相容性较差,并未有效提高钾溶出率:混合表面活性剂比单一表面活性剂更有利于提高钾溶出率,当用量为500g/t,且阴、阳离子表面活性剂质量配比为3:1,钾溶出率提高8.62个百分点。
论文目录:
第一章 绪论
1．1 钾长石的结构与性质
1．2 钾长石的矿产资源分布
1．3 钾长石在化肥领域的开发利用现状
1．4 课题研究意义与内容
第二章 钾长石离子交换基础理论研究
2．1 主要实验试剂与仪器
2．2 实验流程及分析方法
2．3 结果与讨论
2．3．1 热力学分析
2．3．2 动力学分析
2．3．3 动力学方程的建立
2．3．4 结论
第三章 钾长石、磷矿与磷酸反应研究
3．1 主要实验试剂与仪器
3．2 实验流程及分析方法
3．3 结果与讨论
3．3．1 反应工艺条件的优化
3．3．2 反应机理探讨
3．3．3 热力学分析
3．3．4 氟离子去向分析
3．3．5 结论
第四章 表面活性剂对钾长石、磷矿与磷酸反应的影响
4．1 主要实验试剂与仪器
4．2 实验流程及分析方法
4．3 结果与讨论
4．3．1 阴离子表面活性剂对钾长石应用新工艺的影响
4．3．2 阳离子表面活性剂对钾长石应用新工艺的影响
4．3．3 非离子和两性表面活性剂对钾长石应用新工艺的影响
4．3．4 混合型表面活性剂对钾长石应用新工艺的影响
4．3．5 结论
第五章 结论与展望
5．1 结论
5．2 特色与创新
5．3 展望
参考文献
论文发表
发布时间: 2005-07-13
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