钼焙烧烟气吸收液提铼制备高铼酸钾

论文摘要

铼是一种高硬度、高熔点、高密度的贵重金属,其延展性、耐磨性、耐腐蚀性都很好。因此,它常被用于制作超耐热合金,特别是制造飞机发动机部件,热区涡轮叶片等高端技术领域。但是,铼在地壳中的含量很低,且大都伴生在其他矿物中。在冶炼过程中,往往随废液流失,造成贵重金属资源的损失。本文旨在探索D314大孔阴离子交换树脂分离钼、铼的最佳操作条件,实现钼铼的分离富集。实验中钼、铼分析方法分别为硫氰酸盐光度法、催化动力学分光光度法,回归方程分别为y=0.00438x-0.0001, y=0.1165x-0.02773,相关系数r分别为0.9998、0.9991。原料液中钼含量为14.207 g·L-1,由于大量钼的存在严重干扰铼含量的测定,使起初建立的工作曲线不再适用。本文又重新摸索了有一定量钼存在情况下,铼的测定方法,建立了铼含量测定的校正曲线。其回归方程为:y=0.1699x+0.3271,r=0.9969。从而准确测定出原料液中铼含量。首先对原料液进行了沉淀预分离,其中钼的沉淀率为98.75%,铼的损失率为2.68%,处理后的贮备液中钼、铼含量分别变为78.28μg/mL、198.50μg/mL,钼铼比率由原来的14:1,变成约为2:5,实现了钼、铼的初步分离。通过单因素实验,确定了动态吸附试验的最佳操作条件:溶液pH=7.2,流速为0.5mL/min。在此条件下测定出D314对钼、铼的动态饱和吸附容量分别为7.85mg/mL、34.81mg/mL;穿透吸附容量分别为4.48mg/mL、25.44mg/mL。钼的最佳解吸条件为:2.0 % NH3·H2O+0.5% NH4NO3溶液,解吸流速为0.5mL/min;铼的最佳解吸条件为:0.2%NaOH溶液,解吸流速为0.5mL/min。在此条件下,绘制出的淋洗曲线峰尖而窄,无拖尾现象。钼、铼的解吸剂与湿树脂的体积比分别为13:1、15:1。根据离子交换动力学模型,通过实验数据的拟合分析发现:在现有的实验条件下,钼、铼在D314树脂上的吸附过程更符合二级吸附动力学过程,吸附速率常数k分别为1.7901mL·mg-1·min-1、0.2116mL·mg-1·min-1;并且以液膜扩散为吸附过程的主要控制步骤。实验得到的产品经XRD谱图与标准PDF卡对照,证实制备的样品是高铼酸钾,且纯度较高,达到99.15%。由此判断,D314树脂分离钼铼的效果较好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 0.1 铼及其研究现状
• 0.1.1 铼的理化性质
• 0.1.2 铼的用途
• 0.1.3 铼的资源分布状况
• 0.1.4 铼的分析方法
• 0.2 铼的回收方法
• 0.2.1 氧化焙烧升华法
• 0.2.2 钙盐沉淀法
• 0.2.3 离子交换法
• 0.2.4 溶剂萃取法
• 0.2.5 有机沉淀法
• 0.2.6 活性炭吸附法
• 0.2.7 蒸馏法
• 0.2.8 液膜法
• 0.3 离子交换树脂简介
• 0.3.1 阴离子交换树脂的分类
• 0.3.2 离子交换作用原理
• 4的性质及用途'>0.4 KReO₄的性质及用途
• 0.5 本实验的研究意义及实验流程图
• 第1章 钼和铼的分析
• 1.1 实验仪器及药品
• 1.1.1 实验仪器
• 1.1.2 溶液配制
• 1.2 钼的分析方法
• 1.2.1 钼最大吸收波长的确定
• 1.2.2 钼标准工作曲线的建立
• 1.2.3 原料液中钼含量的测定
• 1.3 铼的分析方法
• 1.3.1 铼的最大吸收波长的确定
• 1.3.2 铼标准工作曲线的建立
• 1.4 钼含量对铼测定影响的实验条件选择
• 1.4.1 钼的干扰量试验
• 1.4.2 氯化亚锡用量对吸光度的影响
• 1.4.3 反应温度对吸光度的影响
• 1.4.4 反应时间对吸光度的影响
• 1.5 铼标准工作曲线的建立
• 1.6 原料液中铼含量的测定
• 1.7 原料液中其他成分含量分析
• 1.8 本章小结
• 第2章 沉淀法初步分离钼铼
• 2.1 实验仪器与试剂
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 实验试剂
• 2.2 试验方法
• 2.3 沉淀分离条件实验
• 2.3.1 双氧水用量对铼留存率的影响
• 2.3.2 PH 对铼的留存率的影响
• 2.3.3 温度对铼留存的影响
• 2.4 沉淀后溶液（储备液）中钼铼含量的测定
• 2.4.1 沉淀钼后溶液中钼含量的测定
• 2.4.2 沉淀钼后的溶液中铼含量的测定
• 2.4.3 沉淀钼后的溶液中其他成分含量的测定
• 2.5 本章小结
• 第3章 D314 动态分离钼铼的实验研究
• 3.1 实验原理与方法
• 3.1.1 实验原理
• 3.1.2 实验设备与试剂
• 3.1.3 分析与数据处理
• 3.1.4 实验方法
• 3.2 树脂的参数测定
• 3.2.1 树脂含水量的测定
• 3.2.2 树脂全交换容量的测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 溶液pH 对吸附率的影响
• 3.3.2 流速对吸附率的影响
• 3.3.3 树脂动态饱和吸附容量和穿透吸附容量的测定
• 3.3.4 解吸剂的选择
• 3.3.5 氨水浓度对解吸率的影响
• 3.3.6 硝酸铵浓度对解吸率的影响
• 3.3.7 氢氧化钠浓度对铼解吸率的影响
• 3.3.8 解吸剂流速对解吸率的影响
• 3.3.9 淋洗曲线
• 3.4 离子交换动力学分析
• 3.4.1 离子交换吸附动力学模型及判断
• 3.4.2 控制机理模型及判断
• 3.5 本章小结
• 第4章 高铼酸钾的制备与表征
• 4.1 离子交换的放大实验
• 4.2 高铼酸钾的制备
• 4.3 高铼酸钾产品分析
• 4.3.1 XRD 分析
• 4.3.2 产品纯度分析比较
• 4.3.3 产品杂质分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况