铌钽精矿酸浸法分解
2019-01-21 09:41:35
铌钽精矿酸浸法分解(decomposition of niobium and tantalum concentrate by acid leachingmethod)铌钽精矿中的钽和无机酸作用,转变成可溶性组分与不溶性杂质分离而得以提取的过程,为含铌钽原料处理方法之一。所得浸出液用作进一步提取铌钽的原料。主要有硫酸焙烧分解法和氟氢酸分解法。硫酸焙烧分解法一般用浓硫酸焙烧分解铌钽精矿。铌钽精矿中所有金属组分在焙烧条件下几乎都能与硫酸作用,生成可溶性或不溶性的硫酸盐。焙烧产物有酸浸出和水浸出两种处理方法。酸浸出处理时,铌钽进入浸出液,浸出液可作为铌钮革取法分离等的原料。水浸出处理时,铌和钽、稀土、钍、钛、铁、铝等可溶性硫酸盐都进入溶液,可利用铌、钽、稀土等氢氧化物水解pH值的不同,用分步水解法(见沉淀)使铌、钽与其他元素分离。铌钽精矿的铌、钽和钛,在453~523K温度下焙烧,一般都分解完全。硫酸焙烧分解法适用于处理低品位铌钽精矿。由于浸出液的铌钽浓度低,浸出液处理量大,产品纯度低,硫酸消耗量大,国际上甚少采用。氟氢酸分解法用氟氢酸分解铌钽精矿的效果好,为国际所广泛采用。这种方法的特点是分解与浸出能同时进行,但几乎所有的矿物组分都与氟氢酸反应,因而氟氢酸的消耗量大。因此,氟氢酸分解法适用于处理高品位的铌钽精矿。铌钽精矿中的钽、铌和钛在氟氢酸分解过程中的主要反应为:其他的金属杂质亦生成相应的氟化物。当溶液中的氟氢酸浓度低于7%时,H2NbF7发生水解生成H2NbOF5。影响分解反应的因素主要有氟氢酸浓度和用量、精矿粒度、分解温度、搅拌速度和分解时间等。氟氢酸浓度和用量增加,分解反应速度加快。氟氢酸浓度一般以25~30mol/L为宜。在分解过程中加入硫酸,由于精矿中某些组分与硫酸反应,能提高分解反应的速度。分解反应速度与精矿颗粒总表面积成正比,而颗粒总表面积与颗粒半径成反比,减小精矿粒径有利于提高分解反应速度。一般使用粒径在0.074mm以下的铌钽精矿。分解温度高,分解反应速度快,一般在低于333K温度下加完物料,在353K温度下保温6~8h。铌钽精矿的分解速度受扩散层厚度的控制,适当增加搅拌速度可减小扩散层厚度,对提高分解速度有利。用氟氢酸分解铌钽精矿的铌钽分解率一般在98%以上,分解残渣中的铌钽含量低于1%。氟氢酸是强腐蚀性酸,加热时容易挥发,分解作业在衬铅、衬胶或钼镍合金的密封槽中进行。作业场所要备有有效的通风设施,严禁人体接触氟氢酸。在铌钽精矿氟氢酸分解的废渣中常含有铀、钍等放射性元素,根据国家放射性防护规定,比放射性活度大于7.4×104Bq/kg的废渣要按放射性废物处理,存入专用渣库,严防废渣流失,避免污染环境。氟氢酸分解铌钽精矿所产生的含氟酸性废液,用石灰处理达到国家标准后排放。
一张图看懂钛酸锂
2019-01-03 10:44:18
钛酸锂特点和性质
钨矿物原料的分解—由钨精矿直接制取碳化钨
2019-02-13 10:12:38
首要分为高温熔体萃取和气体喷入碳化两阶段。 A 高温熔体萃取 将钨精矿(黑钨精矿或白钨精矿与黑钨精矿的混合物)与Na2Si03、NaCl混合,在1050~1100℃下熔融,并发作以下反响: 2(Fe、Mn)W04+3Na2Si03+16NaC1====(Na2W04·8NaCl)+Na2(Fe、Mn)2Si309 所得Na2W04·8NaC1相与硅酸盐相不互溶,故按密度分层,基层为氯化物-钨酸盐相,上层为硅酸盐相。将两相用倾析法别离后,一般98%~99%的WO3及少数铁锰杂质进入钨酸盐,其典型条件为: 配料:黑钨精矿NaCl:Na2Si03 =33:47:20,当以白钨为质料时,一般应加A1203和NaF作熔剂,但将白钨与黑钨按1:3~3:1份额参加也可防止加熔剂。 温度和保温时刻:1050~1100℃,2h。 氯化物-钨酸盐相成分:25%~30% WO3,约0.24% FeO,约0.3% MnO。 硅酸盐相成分:约0.5%WO3,约36%(FeO+MnO)。 B 气体喷入碳化 将氯化物-钨酸盐相补加NaCl调整份额后,在1050~1090℃,通入天然气发作如下反响: Na2W04+4CH4 ==== Na20+WC+3C0+8H2 得WC,WC先后用10% HCl和3%NaOH洗去杂质。 典型条件为:氯化物-钨酸盐相成分:含25%~30%W03(即Na2W04为31.7%~38%). 反响温度:1050~1070℃。 CH4中碳利用率:2.2%左右(半工业规划数据,下同)。 W03进入WC的回收率;90%左右。 WC粉总成本:比传统办法少30%左右。 上述碳化产品经磨细后,经65℃下用6mol/L的浸出3次,以除掉杂质,则所得产品的成分大致为:总碳5.99%~6.14%;游离碳0.06%~0.08%;S:0.003%~0.014%;0:0.53%~0.55%,A1:0.001%~0.005%;Ca:0.005%~0.01%;Cr:0.05%~0.3%;Cu:0.007%~0.01%;Fe:0.001%~0.05%;Mg:0.001%~0.01%;Mo:0.01%~0.1%;Si:0.001%~0.01%;Ni:0.03%~0.1%,其粒度为1~20μm占85%~90%。
白钨矿(Scheelite)(又称钨酸钙矿)
2019-01-21 10:39:06
Ca[WO4]
【化学组成】由于W和Mo离子半径几乎相等,因此,白钨矿中W与Mo为完全类质同像,成
为白钨矿—钼钨矿系列。高温时,Mo含量高;与辉钼矿共生的白钨矿中,Mo含量也高。部分的Ca可被Cu和TR代替。
【晶体结构】四方晶系;a0=0.525nm,c0=1.140nm;Z=4。白钨矿晶体结构简单,是由稍扁平的[WO4]四面体和Ca离子沿c轴相间排列而成。
【形态】晶体常呈四方双锥,也有的沿{001}呈板状(图H-22)。依(110)成双晶普遍。集合体多呈不规则粒状,较少呈致密块状。
图H-22白钨矿晶体
【物理性质】白色、黄白、浅紫等,油脂光泽或金刚光泽;透明至半透明。解理{111}中等;断口参差状。硬度4.5~5。相对密度5.8~6.2(相对密度随Mo的增加而降低)。性脆。具发旋旋光性,在紫外光照射下发浅蓝色至黄色(依Mo的含量而定,Mo增加,荧光变浅黄至白)的荧光。
【成因及产状】主要产于接触交代矿床。也可见于高—中温热液矿床。
【主要用途】重要钨矿石矿物。
改性钛酸锂负极材料的研究进展
2019-03-08 09:05:26
现在,嵌锂碳材料因为具有杰出的循环稳定性、抱负的充放电渠道和较高的性价比,常被作为锂离子电池负极材料。但因为碳电极的电位与金属锂的电位很挨近,当电池过充时,在碳电极表面易分出锂枝晶而发作短路;当温度过高时,易引起热失控,且锂离子在进行重复脱嵌的进程中,会使碳材料结构遭到损坏,致使容量衰减。因而,寻觅能在碳负极电位稍正的电位下嵌入锂,且具有高比容量、安全可靠的新式负极材料,成为极有含义的课题。钛氧基类化合物也是现在研讨得比较多的一类负极材料,包含TiO2、LiTi2O4、Li4Ti5O12、Li2Ti3O7以及它们的掺杂改性材料。其间运用尖晶石型Li4Ti5O12作为负极材料,近年来成为国内外研讨的热门。
改性
尖晶石型钛酸锂尽管具有许多优秀的功能,但也存在缺陷,如:电子电导率低,大电流放电易发生较大的极化等,约束了其商业运用。因而,对Li4Ti5O12进行改性成为现在的研讨要点。研讨者选用纳米化、引进导电碳、金属元素掺杂、阴离子掺杂以及复合改性等办法,对Li4Ti5O12进行改性,进步导电性和倍率功能,坚持高可逆容量和杰出的循环稳定性。
纳米化
Li等以TiO2和LiOH为质料,经过低温水热反响制得纳米管(线、棒、带)状钛酸,并以此为前驱体参加LiOH,进行锂离子交流反响制备了形状可控、电化学功能优秀的纳米管、线状Li4Ti5O12。测验标明,与选用传统高温固相法制备的钛酸锂材料比较,水热组成法制备的材料,电荷转移阻抗及动力学数据都得到了改进。
Chen等经过水热反响法,运用CTAB作为模板,以水溶性的钛的复合物[NH4+]4、[H+]2、[Ti4(C2H2O3)4(C2H3O3)2(O2)4O2]6-作为钛的前驱体,制备了层状介孔网状结构Li4Ti5O12。
Jin等经过固相组成法,选用比表面为250m2g-1的锐钛矿TiO2作为前驱体,制备了尖晶石型Li4Ti5O12纳米颗粒,粒径散布为50~100nm。XRD和TEM测验了Ti02到Li4Ti5O12的相及描摹的改动,电化学功能测验研讨了纳米化Li4Ti5O12的倍率功能和循环稳定性。
引进导电碳
引进导电碳能够进行碳包覆和碳掺杂。碳包覆是一种将含碳增加物进行热分化,从而在颗粒表面涣散或包覆导电碳,以充任导电桥的改性办法;碳掺杂行将碳粉以必定的份额与质料进行均匀混合后再进行高温焙烧。在制备Li4Ti5O12的进程中增加碳,可使反响前驱体更为严密、均匀的混合,进步材料的导电性,下降电阻、极化,进步电池的能量密度。
Cheng等选用热蒸腾分化,在Li4Ti5O12表面包覆了均衡的石墨化碳,在其研讨进程中,C首要起进步电导率的效果。Hun等选用固相组成法,运用纳米孔状球形TiO2, Li2CO3和沥青作为质料,制备了高振实密度的C- Li4Ti5O12颗粒,并研讨了碳包覆用量对材料的物理化学功能和电化学功能的影响。
Jian等人选用溶胶-凝胶法以TiOCl2、NH3、Li2CO3和导电碳黑为质料组成了球形Li4Ti5O12/C复合材料,并对材料进行了TG/DSC、SEM、XRD、BET比表面积分析、激光粒度分析、振实密度测验和电化学测验。
金属元素掺杂
对Li4Ti5O12进行金属掺杂的首要意图是进步材料的导电性,下降电阻和极化。
金属离子掺杂
(1) Li 位掺杂
Chen等用Mg2+一部分替代制备了Li4-xMgxTi5O12尖晶石型材料。XRD图谱显现Mg2+进入了四面体8a和八面体16c方位。
(2) Ti位掺杂
Yi 等选用固相组成法制备了Mo6+掺杂的Li4Ti5-xMoxO12(0≤x≤0.2)材料,进行了XRD、RS、SEM、CV、EIS和充放电测验。结果标明,Li4Ti5-xMoxO12归于纯相结构,可是当x≥0.1时,能够观察到几个杂质峰的存在。Mo掺杂没有改动材料的电化学反响进程和Li4Ti5O12的尖晶石结构。
金属单质掺杂
Li等选用了一种简易、绿色的办法,使钛的乙醇酸盐在LiOH溶液中转化,组成了介孔Au/Li4Ti5O12球形材料。与Ti02前驱体比较,钛的乙醇酸盐具有以下优势:(1)反响快且易于制备,(2)直接与LiOH进行反响,而不会引进Ti02杂质。在组成的进程中,仅存在和EG混合溶剂的化学糟蹋,而这些溶剂可经过蒸馏,收回利用到下次的组成进程中。
金属氧化物掺杂
Yan等经过把不同量的纳米一SnO2装载在Li4Ti5O12上,得到了电化学功能优异的复合材料Li4Ti5O12-SnO2。
阴离子掺杂
Qi等经过固相反响法组成了Br掺杂的尖晶石型Li4Ti5O12-xBrx(0≤x≤3)材料,研讨了Li4Ti5O12-xBrx(x=0,0.05,0.2,0.3)材料的结构和电化学特性。
复合改性
纳米化和碳包覆掺杂
Zhu等报导了一种简易的制备进程,经过碳包覆进程和喷雾干燥办法,制备了碳包覆Li4Ti5O12纳米孔状微球(CN-Li4Ti5O12-NMS)。经过碳包覆纳米级的开始颗粒得到微米巨细的二次球形材料。纳米级的开始颗粒和纳米厚度的碳包覆层连同内部纳米孔状结构,较好地进步了材料的比容量。
结语
综上所述,本文论述了纳米化、引进导电碳、金属元素掺杂、阴离子掺杂以及复合改性等办法对钛酸锂材料进行改性的研讨近况。对材料进行纳米化时,较小的粒径既有利于电子传输,进步材料的电子传输才能,还有利于缩短锂离子的分散途径,进步锂离子的分散才能;引进导电碳进行掺杂和包覆时,在电极上形成了有用的导电网,进步了材料的电子电导率,改进了循环和倍率功能;对钛酸锂进行金属元素掺杂时,适量的掺杂,能够下降电荷搬迁阻抗,进步材料的电功能,但是掺杂量过多,会下降样品的比容量;在对材料进行纳米化和碳包覆掺杂复合改性时,结合了纳米化和导电碳的长处,不只进步了锂离子的分散才能,并且还在电极上形成了有用的导电网,进步了电子电导率;在复合离子掺杂时,Al3+进步了材料的可逆容量和循环稳定性,而F-却下降了可逆容量和循环稳定性。
苄基胂酸浮选黑钨和锡石细泥
2019-02-27 08:59:29
苄基胂酸是我国创始的黑钨和锡石细泥有用捕收剂。苄基肿酸和混合甲对黑钨的捕收功能极为类似,能够在相同的浮选流程和相同的药剂准则下相互替代运用,得到极为挨近的浮选成果。黑钨比严重,粗粒黑钨用重选法处理能够得到很高的目标但黑钨性脆,在采选过程中简单发生矿泥,重选法收回遭到粒度约束,对矿泥的处理目标较低,湖南、广东、江西一些摇床等重选法收回黑钨细泥的选厂,一般收回率只要20%-40%,适当一部分钨金属从矿泥丢失。用浮选法处理黑钨细泥,收回率比重选法高,因而用重选法处理粗粒矿砂,浮选法处理矿泥的重浮联合流程来进步选厂钨收回率是可取的。
钨矿物原料的分解—盐酸分解法
2019-02-13 10:12:38
酸分化法为现在工业上处理标准白钨精矿(要求含黑钨及磷、砷等杂质低,例如我国的一级B类白钨精矿)的首要办法,将流程作恰当修改后,亦可用于处理质量稍差的白钨精矿(含40% ~70%W03,一起含少数CaC03等易溶于酸的化合物),具有流程短、本钱低一级特色。 A 准则流程 准则流程如下图所示。 B 墓本原理 a 首要反响及其热力学条件 白钨矿: CaW04(s)+2HC1(aq)====H2W04(s)+CaCl2(aq) (1) 黑钨矿: FeW04(s)+2HC1(aq)====H2W04(s)+FeCl2(aq) (2) MnW04(s)+2HC1(aq)====H2WO4(s)+MnC12(aq) (3) 上述反响在25℃的平衡常数及浓度平衡常数Kc(Kc=〔CaCl2)/〔HCl〕2)见表1。
表1 某些反响的平衡常数反响序号Ka(25℃核算值)Kc=[CaCl2][HCl]2(测定值)(1)107104(2)6.3×104700(3)2.5×108 [next]
b 反响机理及影响分化率的要素 反响机理 郑昌琼等研讨标明,当拌和速度满意快时,经过固态H2W04膜的分散为分化进程的操控性进程,跟着浓度的不同,进程中反响的级数以及生成的H2W04膜的性质也不彻底相同,在浓度为1~4mo1/L时,膜对分散进程的阻止效果最大,而在8mo1/L左右则阻止小些。对人工白钨而言,其分化分数(x)与时刻(t)的联系遵守以下方程式: 2 1 - ——x - (1 - x)2/3 = kt 3 反响的表观活化能(40-98℃)为37.93 kJ/mol ,属固相膜(即H2W04膜)操控。对白钨精矿而言,测出表观活化能为43.61 kJ/mol。 影响分化率的要素进步分化温度、添加用量和延长时刻都有利于进步分化率。在酸用量必定的情况下,改变酸浓度的一起就改变了固液比,浓度进步则一方面反响剂浓度大,有利于反响;另一方面固液比变大,不利于液相内的传质,总的说来,人们普遍认为选用高浓度有利于进步分化率。因为进程属经过H2W04膜的分散操控,因而减小矿的粒度,相应地将减小H2W04膜的厚度,有利于进步分化率,例如在用量为理论量的2.5倍,浓度29.75%,100℃,拌和1.5h的条件下,当粒度分别为58~74μm和小于58μm,则分化率分别为87.3%和95.1%。 因为经过H2W04膜的分散为速率操控进程,故在球磨的一起进行分化有利于进步分化率。此外,因为黑钨矿难与HCl反响,故原猜中含铁(黑钨矿)高,则分化率下降。 杂质行为 用分化时的杂质行为见表2。表2 白钨矿分化进程中的杂质行为杂质及其矿藏分化进程中的行为铁及重金属硫化物与反响生成相应的氯盐并放出H2S。为防止H2S将钨酸还原成贱价化合物,分化时往往参加精矿重0.1%~0.15%的硝石砷:As2S5,As2S3在中性气氛下不与HCl反响,在有氧化剂NaNO3存在时,生成H3AsO4进入溶液:
3AsS3+28NaNO3+10HCl+4H2O====6H3AsO4+9Na2SO4+10NaCl+28NO↑FeAsO4部分反响,生成H3AsO4进入溶液,并进一步构成杂多酸钼:辉钼矿中性气氛下不与HCl反响,有氧化剂存在时:
3MoS2+18NaNO3+6HCl====3H2MoO4+6Na2SO4+6NaCl+18NO钼:钼酸钙矿CaMoO4+2HCl====H2MoO4+CaCl2;H2MoO4在中溶解度远大于H2WO4(见表3);故在高酸度下部分进入溶液与钨别离,工业条件下除钼率达50%~70%磷:磷灰石2Ca5(PO4)3F+18HCl→6H3PO4+9CaCl2+CaF2(或HF),H3PO4和H3AsO4相同与钨构成杂多酸,P的存在使钨的丢失量进步。HF加快对设备(如珐琅等)的损坏金属氧化矿大部分金属氧化矿与HCl反响生成相应的氯直盐[next]
表3 H2WO4和H2MoO4在中的溶解度浓度20℃50℃70℃H2MoO4H2WO4H2MoO4H2WO4H2MoO4H2WO44004407.02551.39.45535.66.48270192.64.32270.04.86265.05.25200101.51.7124.52.50135.02.1613029.20.6518.60.692.60.678010.90.256.480.2813.00.25403.80.132.460.094.60.01
C 工业实践 a 酸分化进程 设备 (1)拌和浸出槽 槽内壁及拌和器均衬以耐腐蚀的橡胶,或槽壁在内衬玻璃钢的情况下,再砌一层石墨砖,以确保设备有满意的运用寿命,酸分化时一般用蒸汽直接加热。设备无特殊密封办法。 (2)密闭酸分化槽 其主体设备结构与拌和浸出槽相同,但密封杰出,滚动轴采纳机械密封,并选用耐磨、耐酸的密封元件;改进了传动系统以削减轴滚动进程的摇摆,然后确保在操作进程不漏气,槽内可在50kPa的正压下操作,温度达110℃,HC1蒸发量及消耗量少,因而有很好的经济效益及环保效益。 (3)热球磨反响器结构见下图。对其内衬材料及球的原料要求在工作温度下耐、耐磨,现在没有找到能一起满意上述要求的材料。前苏联科学工作者主张用熔铸辉绿岩。我国科学工作者对研磨介质的材料进行了比较,发现在酸分化的详细条件下,钦球、卵石每小时的损耗量分别在0.36%和0.1%以下,一个直径20mm的铝球可运用5000h。 首要技能经济指标 某些工厂的工艺特色及首要技能经济指标见表4,一般白钨矿酸分化时操控终究母液含HCl约100~150g/L。[next]
表4 白钨精矿分化的首要技能经济指标工艺特色技能参数分化率/%酸用量/理论量固:液温度/℃时刻/h白钨精矿热球磨分化1.3~1.51:155~60499白钨精矿拌和分化3.5~4.01:2~100 约99.540%~75%WO3的白钨矿酸分化后再碱浸 98白钨精矿密闭酸分化2.9~3.0--110199.7
b 溶进程 先将粗钨酸用热水调浆,按1kg钨酸加1.2~1.5kg水,操控矿浆密度为1.6~1.65g/cm3(亦有操控为1.35 g/cm3左右的),将热矿浆参加剧烈拌和、浓度为25%~28%的中,1kgW03约需28%浓度的1~1.5L,操控温度约60℃左右,2h左右即可彻底溶解,终究操控溶液含游离35g/L左右,过滤所得的溶液含W03350g/L左右。 溶时,H2W04、H2Mo04分别成(NH4)2 WO4、(NH4)2 Mo04形状进入溶液,磷、砷亦成相应的铁盐进入溶液,为除磷、砷可参加MgCl2,使之成铵镁盐沉积,终究钨酸铵溶液中As/W03、P/W03可降至0.01%以下。 酸分化后溶渣的产出率约相当于精矿量的10%~15%,其间含W03达5% -30%,应进一步处理收回WO3。 参考文献: 1.郑昌琼.分化白钨精矿动力学开始研讨.稀有金属,1980(6):11~15
由纯钨酸钠溶液转型制备纯钨酸铵溶液
2019-03-05 09:04:34
一、有机溶剂萃取法转型
(一)基本原理
1、莘取剂。钨萃取工艺中,常用的萃取剂主要为有机胺和季铵盐,在有机胺中又分为伯胺、仲胺和叔胺萃取剂。
在胺类萃取系统中,有机相一般由胺、相调节剂和稀释剂组成。作为相调节剂的有醇类、酮类和磷酸三丁酯(TBP),但大都用醇类,作为稀释剂的多用火油。上述三种溶剂的份额视萃取条件而定。某些萃取系统萃钨的功能见表1。
表1 某些萃取剂萃钨的功能注:N235-三烷基胺;N263-季胺盐。
在用有机胺时,先用无机酸(常用H2SO4)与有机相效果,使胺生成胺盐,例如用2~3mol∕L H2SO4效果,则:用H2SO4≥5mol∕L效果时,则:2、萃钨进程。先用无机酸(如H2SO4)将Na2WO4溶液酸化至pH=2.5~3.0,钨以(HW6O21)5-、(H2W12O40)6-、(W12O39)6-等存在。当这些溶液与酸化后的叔胺触摸时,发作阴离子交流萃取反响。
关于叔胺萃钨(Ⅵ)的反响,在不同文献报导中有所不同,即萃合物中萃取剂与钨的摩尔比动摇于1∶3~1∶2之间。因而,有的作者提出了叔胺萃钨的通式,即在Na2WO4溶液pH=1~3条件下,用体积比为:% Alamine336∶癸醇∶火油为7∶7∶86的有机相萃钨(Ⅵ)的通式为:依据Kim等的数据,在此pH值范围内,通式中钨的阴离子为(W12O40H2)6-、(W6O21H)5-(低钨浓度下)和(W12O40)8-。
当Na2WO4溶液中存在着硅、磷、砷和钼时,在溶液pH=2.5~3.0的条件下,它们均与钨生成杂多酸阴离子被叔胺萃取,这样,不只玷污终究钨产品,并且还给萃取作业带来困难。例如杂多酸根(SiW12O40)4-、(PW12O40)3-、(AsW12O40)3-与叔胺生成的萃合物是密度大于1g∕cm3的黏性物质,当沉降到萃取器底部时会阻塞溢流口。因而,当有这些杂质时,先向料液中参加F-离子(以氟盐参加),以生成不被萃取的H2SiF6、HPF6等。
3、反萃进程。为了直接获得(NH4)2WO4溶液,工业上用(或含部分钨酸铵)反萃钨。关于不同的有机相萃合物组成,其反萃的反响别离如下:可见,虽然有机相中萃合物的组成不同,但都是1mol钨耗费2mol氮。所用的浓度一般为3~4mol∕L NH4OH,反萃终了的平衡水相应保持在pH=8.5左右。
(二)工业实践
用叔胺萃钨的准则流程参见图1。图1 从粗Na2WO4溶液制取钨化合物准则流程图
叔胺萃钨工艺中各阶段的条件及目标见表2。
表2 叔胺萃钨工艺中各阶段的技能条件及目标阶段称号技能条件目标各物料组成萃取比较(o∕a)=1,混合2~3min,温度25~40℃,3~5级逆流钨萃取率大于99%,萃余液中低于0.1g∕L WO3①有机相φ∕%:10叔胺+10仲辛醇+80火油,酸度(H2SO4)0.1~0.2mol∕L;
②Na2WO4料液:(WO3)90~100g∕L,pH=2.5~3
③萃取洗剂和反洗剂为纯水;
④酸化剂为(H2SO4)0.1~0.2mol∕L
⑤反萃剂为(NH4OH)3~4mol∕L萃洗比较(o∕a)=4~5,混合2~3min,温度25~40℃,3~5级逆流洗出液中WO3含量低于0.5g∕L反萃取比较(o∕a)=3(未计水相回流),混合10min以上,温度25~40℃,1级箱式回流反萃取率大于99%,反萃液中250~300g∕L WO3反洗比较(o∕a)=4~5,混合2~3min,温度25~40℃,3~5级逆流洗出液中低于0.5g∕L WO3酸化比较(o∕a)=5,混合2~3min,温度25~40℃,2~3级逆流 纳尔契斯克湿法冶金厂用萃取法处理白钨精矿苏镇压煮液的工艺条件、设备及成果如下。
工艺条件:
有机相φ∕%;20叔胺,20异辛醇,60火油;
料液组成/(g·L-1);(WO3)45~55;(Mo)0.03~0.05;(SiO2)0.03~0.06;(F-)0.1;(NaCl)50~60。
设备。萃取和有机相的洗刷在带有分配器的脉冲填料塔中进行,反萃取在混合弄清器中进行。钛材脉冲塔直径1.6m,填料区高10m,有两个弄清区,脉冲频率50次∕min,振幅20min,塔总体积30m3,生产才能按两相总计为50m3/h。脉冲塔中的比较约为1。在塔上部用水洗刷,其比较(o∕a)为(5~10)∶1,从塔出来的富钨有机相流入第二个填料塔(不必脉冲)顶用稳定剂处理,塔直径为1.3m。反萃用的混合弄清器的混合室和弄清室别离为5m3和16m3。反萃后的有机相送至第三个填料塔(不必脉冲)水洗,塔直径为1.6m。
钨和其他成分在流程中的分配见表3。
表3 钨和其他成分在流程中的分配 (g∕L)美国联合碳化物公司用苏镇压煮所得的Na2WO4溶液为55~110g∕L WO3,2.1~4.5g∕L Mo,pH=10.5~11.0。首要除掉钼。除钼后溶液含51. 8g∕L WO3,0.0012g/L Mo,0.75g∕L SiO2。有机相为5(V)%三癸胺-10(V)%十二醇-火油。在混合弄清器中3级逆流萃取。萃取比较O∕A为1,洗刷比较(O∕A)为 1∶0.75。然后用3mol∕L NH4OH反萃钨,比较(O∕A)为1∶(1~1.1)。将反萃液循环至(NH4)2WO4溶液中WO3浓度为225g∕L停止。这时反萃液中含0.4g/L SiO2以上。将溶液在55℃和2.7mol∕L NH4OH条件下弄清约1.5h,使SiO2沉积分出。萃取和反萃取均在50℃下进行。
中科院赵由才等曾研讨用伯胺及磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂别离钨酸钠或钼酸钠溶液中的砷、磷、硅杂质,获得较满足的成果,估量被萃取杂质以杂多酸方式进入有机相,有待展开更多的作业。
二、离子交流法转型
乌兹别克斯坦某厂使用活动床经过AH-80П树脂将经典法净化所得的Na2WO4溶液转型为(NH4)2WO4,其准则流程见图2。图2 用AH-80П将Na2WO4溶液转型的流程
—树脂运动道路;----各种溶液运动道路
1-吸附柱;2-洗刷柱;3-解吸柱;4-再生柱:5-交流后液贮槽;
6-中和槽;7-(NH4)2WO4液贮槽;8-中和槽;9-过滤器
Na2WO4溶液含125g∕L WO3;0.01~0.08g∕L Mo;≤0.05g∕L P、As;115~135g∕L NaCl+Na2CO3;pH=2.5~3.0。溶液中钨主要以偏钨酸根离子形状存在。溶液由吸附柱1底部进入,AH-80П树脂(Cl-型)由上部进入吸附柱悬浮在溶液中并缓慢下沉,两者相对运动并进行离子交流进程,树脂与溶液的流比为1∶(4.2~5.0),吸附柱处理才能为0.2~0.45m3/(m2·h)。从吸附柱底部卸出的树脂当密度到达1.36~1.40g/cm3,则阐明已饱满送往洗刷,当密度小于1.36g∕cm3,则回来吸附柱持续吸附。树脂在吸附柱内与溶液触摸时刻达8~12h,交流后液含WO3 0.02g∕L,WO3吸附率达99.95%。饱满WO3的树脂在洗刷柱2内用pH=2的水洗去Na+后。再进入解吸柱3用15%~25%的解吸。解吸液中高浓度部分送蒸腾结晶APT,低浓度部分回来解吸。解吸后的树脂经60~80g∕L HCl再生成Cl-型后,进行再吸附。
依据测定当溶液中WO3浓度为15~20g/L时,AH-80П的全改换容量达1g干树脂吸附1610mg WO3,比经典的人工白钨酸分化再溶的工艺WO3回收率可进步1.3%~1.5%,耗费下降65%~70%,CaCl2耗费下降100%;电能耗费下降30%~40%。
在生产条件下,当用HNO3系统,则树脂亦可用BП-14K型。
三、沉积人工白钨-酸分化法转型
其实质是将净化除杂后的Na2WO4溶液首要参加CaCl2使Na2WO4转化为CaWO4沉积,而Na+留在溶液中,然后完成了Na+与WO42-的别离,反响为:生成的CaWO4(又称人工白钨)再与HCl效果转化为H2WO4,H2WO4进而用NH4OH溶解得(NH4)2WO4溶液。
硅酸锂
2017-06-02 15:10:27
硅酸锂是
金属
锂与硅酸反应时生成的一系列的化合物。已知的硅酸锂有以下几种: 一硅酸锂: Li8SiO6或者 4Li2O·SiO2; Li4SiO4或者2Li2O·SiO2(正硅酸盐); Li2SiO3或者Li2O·SiO2(偏硅酸盐)。 二硅酸锂: Li6Si2O7或者3Li2O·2SiO2; Li2Si2O5或者Li2O·2SiO2。 五硅酸锂: Li2Si5O11或者Li2O·5SiO2。 这里专门介绍多硅酸锂。因为多硅酸锂的水溶液相对应于钠水玻璃,所以也叫锂水玻璃,简称硅酸锂。由于它具有一些特殊的性质,所以近二、三十年来越来越受到各国的重视。美国是最早研究硅酸锂制造的国家,生产技术几乎为其垄断。到了80年代,日本对硅酸锂的研究不论是质量,还是应用范围都有超美之势。我国在这方面的研究才刚刚起步。1.硅酸锂水溶液的性质 硅酸锂水溶液为无色透明或呈微乳白色的液体,无臭、无毒、不燃、呈碱性(pH=11~12)。硅酸锂水溶液和硅酸钠一样,加入酸性物质后容易胶凝。但由于锂离子半径比钠、钾离子半径小得多,因而硅酸锂水溶液还具有一些独特的性能:硅酸锂水溶液的性能与二氧化硅胶粒大小密切相关,如SiO2粒子为1mμ左右,则产品清晰透明、粘度低、贮存和使用性能(耐水性、耐火性、耐侯性等)均十分优异;而当SiO2粒子约3mμ时,溶液呈微胶体状,粘度高,存放稳定性差,使用性能差。硅酸锂水溶液允许模数高达8,SiO2含量20%,仍然粘度低,稳定性好。硅酸锂水溶液具有自干性,且能生成不溶于水的干膜,耐干湿交替性极好。硅酸锂水溶液在受热时析出沉淀,但如沉淀不过热、不脱水,则在冷却后还能重新溶解。硅酸锂水溶液有和具有亲水表面的玻璃、钢铁、铝及纤维等的表面反应成膜的特性,60℃以上即可进行,温度愈高,反应愈快。由于制法不同,硅酸锂水溶液中的SiO2可呈结晶态或胶态,而通常稳定胶体SiO2溶液中很少或没有结晶态SiO2;而作为涂料使用时,采用SiO2呈结晶态的硅酸盐制成的涂膜其性能却显著优于胶态硅酸盐制成的涂膜。值得注意的是硅酸锂水溶液在光洁表面上(金属、玻璃等)形成的干膜不连续、附着力差、起皮、掉粉。然而,硅酸锂和硅酸钠或钾混合使用,不仅能降低成本,还可改善硅酸锂的成膜反应。 2.硅酸锂水溶液的用途 由于硅酸锂水溶液的独特性能,因而有其广泛的用途。作为涂料基料,可用水作溶剂,形成的涂膜,除具有无机涂料的耐热、不燃、耐辐射、无毒等一般性能外,还具有自干,耐热可达1000℃,耐磨性、耐湿性、耐侯性、耐干湿交替性佳,耐水性优异等特点。可用于海上工程、石油管道、船舶、桥梁以及建筑涂料和建筑材料用涂料,如浴室、厨房、卫生间、大厦、各种构件,以及水泥、混凝土、石棉瓦、铝、铁、木质材料、合成树脂、陶瓷等的涂装,尤其适宜用于潮湿环境和耐水性装饰涂料。 作为粘合剂,可使用于木材、纸张、塑料、玻璃、金属、混凝土、砖瓦、石棉,以及瓦楞纸箱、纤维板、绝缘板、电视荧光粉、汽车制动器和离合器等等。 作为表面处理剂,可直接涂于金属表面,用作钢铁表面防锈液,手风琴、收音机、仪表仪器等金属元件的防蚀剂和使用于有色金属装饰品、日用品、工艺品的保光、保色;涂覆于玻璃,可形成透光性优良、反光度低的表面涂层;涂覆于镀锌铁皮,在盐水中不腐蚀;涂覆于塑料薄膜,可提高其隔湿性和阻气性等等。 3.制法 因为碳酸锂和石英砂熔融而制成的硅酸锂玻璃,在水中不溶解。因此,常规的可溶性硅酸盐制造方法不能制得硅酸锂水溶液,必须寻求其它制造方法。 文献报导的制造方法虽然不少,但都存在一些缺点或不足之处。如采用较多的硅溶胶法,原料成本太高;硅胶法,虽可使用便宜原料,但要求高温高压设备;硅粉法;原料也不便宜,而且成品外观和反应收率都有问题;离子交换法可以用各种可溶性锂盐,但树脂床在我国投资费用较高,而且处理树脂后的废酸、废水量大,从生产成本和环境保护考虑似乎也不宜选用。在较多的方法中,目前认为较好的方法是活性硅酸——氢氧化锂法。 活性硅酸——氢氧化锂法是利用将水玻璃溶液按阳离子交换法制得的具有一定浓度的活性硅酸溶液与氢氧化锂粉末或水溶液反应而制成。可以得到具有透明性、长期贮存稳定性以及粘结力优良的硅酸锂水溶液。 另据文献报导,我国化工部天津化工研究院硅酸锂试制组,在全面分析比较了国外发表的各种方法后,经反复试验,研究出一条独特的制造工艺路线,即常温常压反应法,其优点能利用廉价原料、简单设备、常温常压反应、直接制造高浓度、高模数的硅酸锂水溶液。本文为转载稿,仅代表作者本人的观点,与本网立场无关。上海有色网信息科技有限公司不对其中包含或引用的信息的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。对于任何因直接或间接采用、转载本文提供的信息造成的损失,上海有色网信息科技有限公司均不承担责任。媒体合作事宜, 敬请联系info@smm.cn 或 021-6183 1988 转 5009。
硅氟酸钾烧结分解锆英砂制取锆(铪)氟酸钾和二氧化锆(铪)
2019-03-05 10:21:23
一、工艺流程
钾烧结分化锆英砂的工艺流程见图1。图1 钾烧结法分化锆英砂工艺流程
二、首要反响
烧结:
ZrSiO4+K2SiF6=K2ZrF6+2SiO2
ZrSiO4+K2SiF6+KCl=K3ZrF6Cl+2SiO2
ZrO(OH)2·nH2O+K2SiF6=K2ZrF6+SiO2+(n+1)H2O(g)
沉积:
K2ZrF6+4NH4OH+(n-1)H2O=ZrO(OH)2·nH2O+2KF+4NH4F
三、首要工艺条件
钾烧结分化锆英砂工艺条件见表1,在不同温度下K2ZrF6、K2HfF6在水及中的溶解度见图2、图3。结晶分出的锆(铪)氟酸钾组成为:
Zr(Hf)=31.9%~32%;K=27.2%~27.6%;F=39.9%~40.05%;Fe=0.044%~0.045%;Ti=0.041%~0.042%;Si=0.06%~0.07%;Cl=0.006%~0.008%;Hf/Zr=1.5%~2.5%
表1 锆英砂钾烧结分化工艺条件工艺过程工 艺 条 件备 注烧 结 ZrSiO4∶K2SiF6=1∶1.5(物质的量比);ZrSiO4∶KCl=1∶0.1~0.4;650~700℃ 锆英砂粒度0.074mm,回转窑烧结分化率:97%~98% ZrSiO4∶K2SiF6=1∶1.25(物质的量比);700℃;4h浸 出 HCl=1%;85℃;固液比1∶7 烧结物粒度0.15mm HCl=1%;85℃;1.5~2h;固液比1∶7图2 K2ZrF6-KCl-H2O系(a)和K2ZrF6-KF-H2O系(b)中锆的溶解度
1-25℃;2-40℃;3-60℃;4-80℃图3 K2HfF6-KCl-H2O系(a)和K2HfF6-KF-H2O系(b)中铪的溶解度
1-25℃;2-40℃;3-60℃
钽铌精矿分解
2019-03-05 12:01:05
钽铌矿藏很难将其分化。一般依据精矿中的矿藏结构及其化学成分和需求取得什知类型的中间化合物和纯度要求来挑选分化办法。工业上钽铌精矿分化办法首要有三种:碱分化法、酸分化法和氯化分化法。此外还有氟化分化、电解分化法;分析化学中还选用KHSO4、K2S2O7、KHF2分化样品。其间,碱熔分化法是最最选用的工业办法,后续首要接分步结晶法别离钽和铌,也可进行酸转化接溶剂萃取法;氯化分化法一般后续精馏法别离钽和铌;酸分化法首要接溶剂萃取法或离子交换法别离钽和铌。
一、碱分化法
碱法分化钽铌精矿首要选用NaOH和KOH试剂,为了下降熔融物的熔点和黏度,常选用NOH+Na2CO3或KOH+K2CO3混合试剂。碱分化按设备和工艺分有坩埚碱熔分化和高压釜碱液分化两种办法。图1为碱熔融处理钽(铌)铁精矿的准则流程图。从中可看出NaOH和KOH熔融的不同之处。
图1 碱分化流程简图
(一)钽铌碱金属化合物的一般性质
和本家中的磷相似,钽、铌和碱金属氧化物能生成偏钽(铌)酸盐(MTaO3、MnbO3)(M为钾钠等碱金属,下同)、焦钽(铌)酸盐(M4Ta2O7、M4Nb2O7)和原钽(铌)酸盐(M2TaO4、M3NbO4)等多种盐类,一般将它们表明为:M2O·nTa2O5、M2O·nNb2O5,式中n值改变很大,常在10以上。实际上它们归于一种多聚体,其原子比一般为M∶Ta(Nb)=16∶14;14∶12;12∶10;16∶12∶;10∶8;7∶5;8∶6;6∶4,化合物中的结晶水分子数改变也很大,从1到40或更多。
钽铌碱金属化合物有如下性质:
1、当用碱金属的氧化物或碳酸盐与钽(铌)氧化物熔融时,因组分不同能够得到不同成分的钽铌酸盐,当M2O∶(Ta,Nb)2O5=1∶1时生成偏钽(铌)酸盐;当碱过量时生成原钽(铌)酸盐见图2、图3、图4。
2、钾和钠的偏钽(铌)酸盐少溶于水,不发作水解,也不为所分化。并且偏钽(铌)酸盐较易被氢复原成贱价氧化物:
2MnbO3+H2=M2O+2NbO2+H2O
复原温度>400℃
2MtaO3+H2=M2O+2TaO2+H2O
复原温度600~700℃
图2 K2O(K2CO3)-Nb2O5系熔度图
图3 K2O(K2CO3)-Ta2O5
图4 Na2O(Na2CO3)-Nb2O5系熔度图
3、各种温度下偏钽(铌)酸盐在水中的溶解度见表1,溶度积见表2,一些热力学数据见表3。
表1 碱金属偏钽(铌)酸盐在水中的溶解度 (mol/L)化合物0℃25℃50℃75℃100℃NaNbO34.3×10-45.9×10-41.6×10-33.7×10-37.4×10-3KnbO37.4×10-48.7×10-44.4×10-39.5×10-31.3×10-2NaTaO34.69×10-55.46×10-51.10×10-43.19×10-42.39×10-4KtaO34.34×10-54.87×10-51.22×10-42.88×10-44.89×10-4
表2 25℃下碱金属偏钽(铌)酸盐的溶度积化合物溶度积化合物溶度积NaNbO33.23×10-7NaTaO32.99×10-9KnbO37.48×10-7KTaO32.37×10-9
表3 偏钽(铌)酸盐的一些热力学数据,温度20℃化合物溶解度/
(mol·L-1)自由能△F/
(kJ·mol-1)溶解热/
(J·mol-1)晶格能/
(J·mol-1)NaNbO34.803×10-436.819260.2496886.59KNbO36.726×10-435.145678.6952785.76NaTaO34.679×10-548.534444.7688960.65KTaO33.959×10-549.371259.8312843.49
4、与偏钽铌酸盐不同,原钽铌酸盐简单水解并构成一系列的多钽(铌)酸盐,如M8(Ta,Nb)5O16·nH2O,M7(Ta,Nb)5O16·nH2O,M14(Ta,Nb)12O37·NH2O等,又如水解反响:
6Na3TaO4+21H2O=Na8Ta6O19·16H2O+10NaOH
铌也有相似反响。并且两者的高碱酸盐(K5NbO5)都存在这样的水解次序:
5、当Na+离子过量时,多钽(铌)酸钠很少溶解,如90℃时Na7Nb12O37·23H2O在水和1%NaOH溶解中的溶解度分别为26g/L和1.1g/L。可是多钽(铌)酸钾则有很高的溶解度,乃至钾离子很多过剩时也溶解度很大。例如中,25℃时六铌酸钾K8Nb6O19·16H2O在水中的溶解度到达111.8g/L,生成的六钽(铌)酸钾盐可溶于水而不分化,并且可用真空蒸腾浓缩使以晶体方式分出。
(二)碱熔融分化钽(铌)铁矿精矿
1、碱熔分化工艺进程
国内外碱溶分化钽铌精矿的工业施行办法根本相似。一般将精矿与放内钢质坩埚中,在煤气敞式炉或竖式电炉中进行熔炼。大致的碱:精矿(分量比)=3∶1(碱耗约为反响理论需求量的6~8倍)。为了下降熔融体的温度和黏度,往往选用90%的NaOH加10%的Na2CO3混合试剂。
操作时先将混合试剂在400~500℃下熔融,然后边拌和边参加磨至0.1mm的精矿(精矿过细会形成较高的漂尘丢失,参加量过大或过快会引起剧烈反响,导致熔体喷溅)。随精矿持续批量参加,将温度升至800℃,保温20~30min,然后将熔体倒入水中(水淬),或薄层倒入铁盘中。熔炼工艺也选用相似的办法。
2、熔炼反响
首要的熔炼反响如下:
Fe[(Ta,Nb)O3]2+6MOH=2M3(Ta,Nb)O4+FeO+3H2O
Mn[(Ta,Nb)O3]2+6MOH=2M3(Ta,Nb)O4+MnO+3H2O
FeWO4+2MOH=M2WO4+FeO+H2O
MnWO4+2MOH=M2WO4+MnO+H2O
FeTiO3+2MOH=M2TiO3+FeO+H2O
Al2O3+2MOH=2MAlO2+H2O
SiO2+2MOH=M2SiO2+H2O
SnO2+2MOH=M2SnO2+H2O
熔融时参加氧或硝石等氧化剂,使铁锰氧化。
NaOH和KOH分化的不同在于:NaOH分化时多钽酸钠和多铌酸钠与氧化铁、氧化锰均转入沉积中,而大部分硅、锡、钨、铝则以硅酸盐等方式转入溶液中。然后加热用处理沉积物浸洗掉铁和锰,最终获工业纯钽铌混合氧化物。而用KOH分化时,用水浸熔体可使大部分钽和铌以可溶性多钽(铌)酸钾的方式进入溶液,氧化铁、氧化锰和钛酸钾则留在水浸渣中。水浸液中再参加氯化钠,使钽铌以难溶的多钽(铌)酸钠方式悉数沉积出来。再用处理沉积物即可获钽和铌的混合氧化物。
KOH分化所得钽铌混合氧化物的纯度较NaOH分化混合氧化物高,缺陷是钽铌的直收率偏低(仅80%)。
(三)碱溶液高压釜分化
碱熔分化的缺陷在于碱耗过高(每1kg精矿耗碱3kg)。选用碱溶液高压釜分化可使碱耗降至0.5kg(为碱熔法的1/6)。分化时选用30%~40%NaOH和KOH,温度在150~200℃,时刻约2~3h,分化时先生成多钽(铌)酸,然后转化成偏钽(铌)酸,反响为:
3Fe[(Ta,Nb)O3]2+8NaOH+(n-1)H2O→Na8(Ta,Nb)6O19·nH2O+3Fe(OH)2
Na8(Ta,Nb)6O19·nH2O→6Na(Ta,Nb)O3+2NaOH+(n-1)H2O
分化后弄清或过滤,滤液初充碱后返回心压釜再用。沉积物则用15%HCl浸洗(固∶液=1∶1,80~90℃,30min)。过滤所得偏钽铌酸盐在20℃下即可为15%~20%HF所溶解。
用KOH分化时(33%~37%KOH,200℃),为进步生成多钽(铌)酸的速度,还向高压釜参加氧化剂(氧压0.4~0.5MPa),所生成的K8(Ta,Nb)6O19·Nh2O虽难溶于KOH溶液,但易溶于水,为此在高压釜分化后沉积物先水浸[固液比1∶(4~5)],将钽铌转入溶液,将溶液蒸腾浓缩后再加KOH使从头沉积出六钽(铌)酸盐,经分化即可得到适当纯的钽铌混合氧化物。
二、酸分化
钽铌的高度耐蚀性的长处,关于冶金更成了缺陷:很难用廉价的工业无机酸作为他们的冶金根底。除了腐蚀性最强的HF酸外,钽铌很难为其他无机酸所溶解,并且溶解度很小。从溶解度表4可看出,能用于分化精矿的只能是HF酸,其次是硫酸。因此有分化和硫酸分化两种办法,其间法用于高档次精矿,硫酸法用于低档次质料。
表4 钽铌在无机酸中的溶解度(20℃)酸名酸浓度/
(g·L-1)Na2O5溶解度/
(g·L-1)酸浓度/
(g·L-1)Ta2O5溶解度/
(g·L-1)HCl660.072360.2314514.8362923.48H2SO4680.047490.2059007.67841.8HF4187753021282
(一)分化法
和其他分化办法不同,分化一起也是浸出进程。分化一般在内衬铅、钼镍合金或镶砌石墨板的反响器中进行,拌和哭喊用蒙耐尔合金(含铜27%~29%铜镍合金)制造。
浸出液中钽铌以络合酸的方式存在,其组分与HF酸的浓度有关。对铌而言随HF酸浓度的添加,会呈现由氟氧铌酸络合物型向氟铌酸络合物型的过滤:H2NbOF5→H2NbF7→HNbF6,对金属性较铌强的钽则由:H2TaF7→HTaF6。浸出反响为:
Nb2O5+10HF=2H2NbOF5+3H2O(低酸度HF<20%)
Nb2O5+14HF=2H2NbF7+5H2O(高酸度 HF浓度为20%~40%)
Nb2O5+12HF=2HNbF6+5H2O(高酸度 HF浓度为20%~40%)
Ta2O5+14HF=2H2TaF7+5H2O(高酸度 HF浓度为20%~40%)
Ta2O5+12HF=2HTaF6+5H2O(高酸度 HF浓度为20%~40%)
即便在高酸度下,除了占主导地位的一种络合物外,实际上是多种络合酸并存。图5和图6分别为NbF5-HF-H2O和TaF5-HF-H2O在20℃时的等温溶解度图。
图5 NbF-HF-H2O系溶解度图(20℃)
图6 TaF5-HF-H2O系溶解度(温度20℃)
关于精矿,因为存在多种杂质,反响要杂乱得多,例如铁锰等也会以络合物方式如HFeF3,HMnF3等存在浸出液中。以钽(铌)铁矿为例,分化浸出反响还有:
Fe(Ta,Nb)2O6+17HF=2H2(Ta,Nb)F7+HFeF3+6H2O
Mn(Ta,Nb)2O6+17HF=2H2(Ta,Nb)F7+HMnF3+6H2O
除了钽、铌、铁、锰之外,在伴生矿藏中所含的其他元素如锡、钛、硅、钨也以络合酸H2SnF6、H2SiF6、H2WF8的方式进入溶液。而稀土、铀、钍、钙等则以沉积物方式REF3、UF4、ThF4、CaF2残留在浸出渣中。
为了加速反响速度和进步钽铌的分化率,分化时还参加硫酸。硫酸的参加还有利于后认取工序进步杂质的别离效果。一般选用60%~70%浓度的,分化温度为90~100℃,耗酸量按化学反响计量的理论用,并超越5%~10%。分化时,将磨至粒度<0.074mm的精矿边拌和边参加反响器中,操控温度小于50℃,因分化为放热反响,加料过快,反响过于剧烈,易形成HF酸蒸发丢失。矿粉加完后,通蒸气或用石墨电阻发热体持续加热至90~100℃,拌和保温4h,冷却后过滤或直接送萃取工序。一般钽铌分化率达98%以上。分化残渣中的钽铌含量低于1%。
(二)硫酸分化法
钽铌能和硫酸效果生成多种硫酸盐,并且在硫酸介质中钽和铌表现出较大的不同。例如铌更易被复原成贱价和更易发作水解,在硫酸介质中铌很简单被锌齐、金属镁和碱金属复原到+3价。钽很难复原,并且只能到达+4价。钽铌硫酸化合物都易和碱金属和铵生成复盐,并且这些复盐都简单水解。随硫酸浓度添加,反响如下:
Nb2O5+H2SO4=Nb2O4SO4+H2O
Nb2O5+2H2SO4=Nb2O3(SO4)2+2H2O
Nb2O5+3H2SO4=Nb2O2(SO4)3+3H2O(中)
Nb2O5+4H2SO4=Nb2O2(SO4)4+4H2O(中)
钽的金属性较强,除上述反响外,还有反响:
Ta2O5+5H2SO4=Ta2(SO4)5+5H2O
图7为Nb2O5-SO3-H2O的等温溶解度图。硫酸分化后一般再用水浸熔料使钽铌水解沉积,一起别离掉大部分铁、锰等可溶性硫酸盐杂质。但也有从硫酸溶液中直接萃取别离钽和铌。
图7 20℃下Nb2O5-SO3-H2O系溶解度图
锂常识
2019-03-14 09:02:01
锂是一种银白色的轻金属,密度0.534,熔点180.54℃,沸点1342℃。锂是生动金属,在室温条件下,锂能和空气中的氮气和氧气发作激烈的化学反应。金属锂可溶于液,锂的弱酸盐难溶于水。在碱金属氯化物中,只要氯化锂易溶于有机溶剂。锂不但是既轻又软、比热最大的金属,并且仍是在一般温度下呈固体状况的一般材料中最轻的一种金属,一般储藏于火油或液体白腊中。 锂在自然界散布比较广泛,在地壳中均匀含量为20×10-6,在首要类型岩浆岩和首要类型沉积岩中均有不同程度的散布,其间在花岗岩中含量较高,均匀含量达40×10-6。在自然界中现在已发现锂矿藏和含锂矿有150多种,其间锂的独立矿藏有30多种,大部分是硅酸盐(占67%)及磷酸盐(占21.2%),其他则很少。作为制取锂的矿藏质料首要是锂辉石(含Li2O5.8%~8.1%)、锂云母(含Li2O3.2%~6.45%)、磷锂铝石(含Li2O7.1%~10.1%)、透锂长石(含Li2O2.9%~4.8%)及铁锂云母(含Li2O1.1%~5%),其间前3个矿藏最为重要。 锂是由瑞典化学家贝齐里乌斯(J.J.Berzelius)的学生瑞典人阿尔费德松(J.A.Arfvedson)于1817年在分析研讨从攸桃岛(Uto)采得透锂长石时初次发现的,贝齐里乌斯把这种新金属称为Lithium。1818年英国人戴维(H.Davy)经过电解碳酸锂制得少数金属锂。1855年德国人本生(R.W.Bunsen)和马提生(A.Matthiessen)经过电解熔融氯化锂制得较很多的金属锂,并较具体地研讨了它的性质。1923年德国开端锂的工业生产。现在工业生产金属锂选用LiCl-KCl熔盐电解法,此法制得金属锂的纯度不低于99%。 1944年开端很多运用无水氢氧化锂作潜水艇中的CO2吸收剂。用作军用气球的充气氢源。1950年锂开端用于热。1960年今后锂开端用于民用工业如润滑脂、空调、合成橡胶、炼铝、医药和玻璃陶瓷等职业,且已成为当时锂的首要用途。因为锂的电化当量高,并具有各种元素中最高的标准氧化电势,锂电池已在某些军事和电子部分运用,以及在电力车辆推动和峰值电力储存方面运用。锂是第一代氚聚变反应堆的重要燃料和反应堆的冷却剂。锂能与多种元素制成合金,例如铝锂、硼锂、铜锂、镁锂、铅锂、、硅硼锂和银锂等,而用于原子能、航空、航天工业。 我国锂矿产资源比较丰富,首要散布在7个省区,以1996年底保有储量(Li2O)排序依次为:四川占51.1%,江西占29.4%,湖南占15.3%,新疆占3%(因首要矿区经40多年来的大规模挖掘,保有储量很多削减),这4省区算计占98.8%。其次是河南、福建、山西,这3省算计占1.2%。我国锂矿产资源有以下首要特点:(1)散布高度会集,有利于建造大型采选冶联合厂商。矿石锂会集散布在四川、江西、湖南、新疆4省区,占全国锂储量的98.8%;卤水锂首要散布在青海柴达木盆地盐湖发育区和湖北潜江洼陷油田内,其间柴达木盆地盐湖区占全国卤水锂储量的83.4%。(2)单一矿床少,共伴生矿床多,归纳利用价值大。我国锂、铍、铌、钽矿经勘探标明大部分是归纳性矿床,其储量以共伴生矿床为主。(3)档次低、储量大。我国锂矿除少数矿床或矿段、矿体档次较高外,大多数矿床档次低,因此拟定的矿产工业目标较低,故勘探以低档次目标核算的储量则很大。
锂知识
2019-03-08 11:19:22
锂是一种银白色的轻金属,密度0.534,熔点180.54℃,沸点1342℃。锂是生动金属,在室温条件下,锂能和空气中的氮气和氧气发作激烈的化学反应。金属锂可溶于液,锂的弱酸盐难溶于水。在碱金属氯化物中,只要氯化锂易溶于有机溶剂。锂不但是既轻又软、比热最大的金属,并且仍是在一般温度下呈固体状况的一般材料中最轻的一种金属,一般储藏于火油或液体白腊中。
锂在自然界散布比较广泛,在地壳中均匀含量为20×10-6,在首要类型岩浆岩和首要类型沉积岩中均有不同程度的散布,其间在花岗岩中含量较高,均匀含量达40×10-6。在自然界中现在已发现锂矿藏和含锂矿有150多种,其间锂的独立矿藏有30多种,大部分是硅酸盐(占67%)及磷酸盐(占21.2%),其他则很少。作为制取锂的矿藏质料首要是锂辉石(含Li2O5.8%~8.1%)、锂云母(含Li2O3.2%~6.45%)、磷锂铝石(含Li2O7.1%~10.1%)、透锂长石(含Li2O2.9%~4.8%)及铁锂云母(含Li2O1.1%~5%),其间前3个矿藏最为重要。
锂是由瑞典化学家贝齐里乌斯(J.J.Berzelius)的学生瑞典人阿尔费德松(J.A.Arfvedson)于1817年在分析研讨从攸桃岛(Uto)采得透锂长石时初次发现的,贝齐里乌斯把这种新金属称为Lithium。1818年英国人戴维(H.Davy)经过电解碳酸锂制得少数金属锂。1855年德国人本生(R.W.Bunsen)和马提生(A.Matthiessen)经过电解熔融氯化锂制得较很多的金属锂,并较具体地研讨了它的性质。1923年德国开端锂的工业生产。现在工业生产金属锂选用LiCl-KCl熔盐电解法,此法制得金属锂的纯度不低于99%。
1944年开端很多运用无水氢氧化锂作潜水艇中的CO2吸收剂。用作军用气球的充气氢源。1950年锂开端用于热。1960年今后锂开端用于民用工业如润滑脂、空调、合成橡胶、炼铝、医药和玻璃陶瓷等职业,且已成为当时锂的首要用途。因为锂的电化当量高,并具有各种元素中最高的标准氧化电势,锂电池已在某些军事和电子部分运用,以及在电力车辆推动和峰值电力储存方面运用。锂是第一代氚聚变反应堆的重要燃料和反应堆的冷却剂。锂能与多种元素制成合金,例如铝锂、硼锂、铜锂、镁锂、铅锂、、硅硼锂和银锂等,而用于原子能、航空、航天工业。
我国锂矿产资源比较丰富,首要散布在7个省区,以1996年底保有储量(Li2O)排序依次为:四川占51.1%,江西占29.4%,湖南占15.3%,新疆占3%(因首要矿区经40多年来的大规模挖掘,保有储量很多削减),这4省区算计占98.8%。其次是河南、福建、山西,这3省算计占1.2%。我国锂矿产资源有以下首要特点:(1)散布高度会集,有利于建造大型采选冶联合厂商。矿石锂会集散布在四川、江西、湖南、新疆4省区,占全国锂储量的98.8%;卤水锂首要散布在青海柴达木盆地盐湖发育区和湖北潜江洼陷油田内,其间柴达木盆地盐湖区占全国卤水锂储量的83.4%。(2)单一矿床少,共伴生矿床多,归纳利用价值大。我国锂、铍、铌、钽矿经勘探标明大部分是归纳性矿床,其储量以共伴生矿床为主。(3)档次低、储量大。我国锂矿除少数矿床或矿段、矿体档次较高外,大多数矿床档次低,因此拟定的矿产工业目标较低,故勘探以低档次目标核算的储量则很大。
锂矿
2019-02-11 14:05:30
锂(Li)是自然界中最轻的金属。银白色,比重0.534,熔点180℃,沸点1342℃。锂是由瑞典化学家贝齐里乌斯(J.J.Berzelius)的学生瑞典人阿尔费德松(J.A.Arfvedson)于1817在分析研讨从攸桃岛(Uto¨)采得透锂长石时初次发现的,贝齐里乌斯把这种新金属称为Lithium。1818年英国人戴维(H.Davy)经过电解碳酸锂制得小量金属锂。1855年德国人本生(R.W.Bunsen)和马提生(A.Matthiessen)经过电解熔融氯化锂制得较很多的金属锂,并较具体地研讨了它的性质。1923年德国开端锂的工业出产。
一、锂的性质和用处
锂是生动金属,很柔软,在氧和空气中能自燃。锂也是一种重要的动力金属,它在高能锂电池、受控热核反应中的使用使锂成为处理人类长时间动力供应的重要质料。锂工业的开展和军事工业的开展密切相关。50年代,因为研发需求提取核聚变用同位素6Li,因此锂工业得到了迅速开展,锂则成为出产、中、质的重要质料。锂的化合物还广泛用于玻璃陶瓷工业、炼铝工业、锂基润滑脂以及空调、医药、有机组成等工业。锂系列产品广泛使用于冶炼、制冷、原子能、航天和陶瓷、玻璃、润滑脂、橡胶、焊接、医药、电池等职业。全世界有锂矿资源的国家缺乏十家,亚洲我国独有。
二、矿石质料特色
锂为稀碱元素之一,在自然界散布比较广泛,在地壳中均匀含量为20×10-6(泰勒,1964),在首要类型岩浆岩和首要类型沉积岩中均有不同程度的散布,其间在花岗岩中含量较高,均匀含量达40×10-6(维诺格拉多夫,1962)。在自然界中现在已发现锂矿藏和含锂矿有150多种,其间锂的独立矿藏有30多种,大部分是硅酸盐(占67%)及磷酸盐(占21.2%),其他则很少。作为制取锂的矿藏质料首要是锂辉石(含Li2O5.8%~8.1%)、锂云母(含Li2O3.2%~6.45%)、磷锂铝石(含Li2O7.1%~10.1%)、透锂长石(含Li2O2.9%~4.8%)及铁锂云母(含Li2O1.1%~5%),其间前3个矿藏最为重要。
锂云母
2019-01-24 09:37:11
一、组成与结构
K(LiAl)3[AlSi4O10](OHF)2,常含Na及Rb、Cs等稀碱金属元素。辽宁阜新花岗伟晶岩中产出的锂云母含Li2O4.51%,SiO250.40%,Al2O323.22%,K2O10.33%,Rb2O1.57%,Cs2O0.08%,MnO2.17%,F7.51%。矿物属单斜晶系。
二、物化性质
晶体沿(001)呈板状,具假六方形轮廓,常为鳞片状或叶片状集合体。解锂(001)极完全,薄片具弹性,硬度2~3,相对密度2.8~2.9,玫瑰色、浅紫色、白色,有时无色,玻璃光泽,解理面显珍珠光泽。矿物溶于H3PO4,在HCl、HNO3、H2SO4中溶解不完全。因含Li,吹管焰染火呈红色。
三、鉴别特征
锂云母以其颜色、片状晶形和矿物共生易于识别。浅色锂云母与白云母相似,借助焰色反应可准确鉴别。
四、产状与产地
锂云母主要产花岗伟晶岩中,与石英、长石、白云母、锂辉石、绿柱石、电气石等共生。锂云母也产于富Li、Rb、Cs、Nb、Ta的花岗岩中,与石英、钠长石、黄玉、黑钨矿、铌钽铁矿等共生。锂云母细粒集合体-锂云母岩,称丁香紫玉,是20世纪70年代在我国发现的玉石新品种。含锂云母的花岗伟晶岩产地有新疆阿尔泰、河南官坡,含锂云母花岗岩产地有江西宜春。
硅酸锂
2017-06-06 17:50:13
硅酸锂是
金属
锂与硅酸反应时生成的一系列的化合物。已知的硅酸锂有以下几种: 一硅酸锂: Li8SiO6或者 4Li2O·SiO2; Li4SiO4或者2Li2O·SiO2(正硅酸盐); Li2SiO3或者Li2O·SiO2(偏硅酸盐)。 二硅酸锂: Li6Si2O7或者3Li2O·2SiO2; Li2Si2O5或者Li2O·2SiO2。 五硅酸锂: Li2Si5O11或者Li2O·5SiO2。 这里专门介绍多硅酸锂。因为多硅酸锂的水溶液相对应于钠水玻璃,所以也叫锂水玻璃,简称硅酸锂。由于它具有一些特殊的性质,所以近二、三十年来越来越受到各国的重视。美国是最早研究硅酸锂制造的国家,生产技术几乎为其垄断。到了80年代,日本对硅酸锂的研究不论是质量,还是应用范围都有超美之势。我国在这方面的研究才刚刚起步。1.硅酸锂水溶液的性质 硅酸锂水溶液为无色透明或呈微乳白色的液体,无臭、无毒、不燃、呈碱性(pH=11~12)。硅酸锂水溶液和硅酸钠一样,加入酸性物质后容易胶凝。但由于锂离子半径比钠、钾离子半径小得多,因而硅酸锂水溶液还具有一些独特的性能:硅酸锂水溶液的性能与二氧化硅胶粒大小密切相关,如SiO2粒子为1mμ左右,则产品清晰透明、粘度低、贮存和使用性能(耐水性、耐火性、耐侯性等)均十分优异;而当SiO2粒子约3mμ时,溶液呈微胶体状,粘度高,存放稳定性差,使用性能差。硅酸锂水溶液允许模数高达8,SiO2含量20%,仍然粘度低,稳定性好。硅酸锂水溶液具有自干性,且能生成不溶于水的干膜,耐干湿交替性极好。硅酸锂水溶液在受热时析出沉淀,但如沉淀不过热、不脱水,则在冷却后还能重新溶解。硅酸锂水溶液有和具有亲水表面的玻璃、钢铁、铝及纤维等的表面反应成膜的特性,60℃以上即可进行,温度愈高,反应愈快。由于制法不同,硅酸锂水溶液中的SiO2可呈结晶态或胶态,而通常稳定胶体SiO2溶液中很少或没有结晶态SiO2;而作为涂料使用时,采用SiO2呈结晶态的硅酸盐制成的涂膜其性能却显著优于胶态硅酸盐制成的涂膜。值得注意的是硅酸锂水溶液在光洁表面上(
金属
、玻璃等)形成的干膜不连续、附着力差、起皮、掉粉。然而,硅酸锂和硅酸钠或钾混合使用,不仅能降低成本,还可改善硅酸锂的成膜反应。 2.硅酸锂水溶液的用途 由于硅酸锂水溶液的独特性能,因而有其广泛的用途。作为涂料基料,可用水作溶剂,形成的涂膜,除具有无机涂料的耐热、不燃、耐辐射、无毒等一般性能外,还具有自干,耐热可达1000℃,耐磨性、耐湿性、耐侯性、耐干湿交替性佳,耐水性优异等特点。可用于海上工程、石油管道、船舶、桥梁以及建筑涂料和建筑材料用涂料,如浴室、厨房、卫生间、大厦、各种构件,以及水泥、混凝土、石棉瓦、铝、铁、木质材料、合成树脂、陶瓷等的涂装,尤其适宜用于潮湿环境和耐水性装饰涂料。 作为粘合剂,可使用于木材、纸张、塑料、玻璃、
金属
、混凝土、砖瓦、石棉,以及瓦楞纸箱、纤维板、绝缘板、电视荧光粉、汽车制动器和离合器等等。 作为表面处理剂,可直接涂于
金属
表面,用作钢铁表面防锈液,手风琴、收音机、仪表仪器等
金属
元件的防蚀剂和使用于
有色金属
装饰品、日用品、工艺品的保光、保色;涂覆于玻璃,可形成透光性优良、反光度低的表面涂层;涂覆于镀锌铁皮,在盐水中不腐蚀;涂覆于塑料薄膜,可提高其隔湿性和阻气性等等。 3.制法 因为碳酸锂和石英砂熔融而制成的硅酸锂玻璃,在水中不溶解。因此,常规的可溶性硅酸盐制造方法不能制得硅酸锂水溶液,必须寻求其它制造方法。 文献报导的制造方法虽然不少,但都存在一些缺点或不足之处。如采用较多的硅溶胶法,原料成本太高;硅胶法,虽可使用便宜原料,但要求高温高压设备;硅粉法;原料也不便宜,而且成品外观和反应收率都有问题;离子交换法可以用各种可溶性锂盐,但树脂床在我国投资费用较高,而且处理树脂后的废酸、废水量大,从生产成本和环境保护考虑似乎也不宜选用。在较多的方法中,目前认为较好的方法是活性硅酸——氢氧化锂法。 活性硅酸——氢氧化锂法是利用将水玻璃溶液按阳离子交换法制得的具有一定浓度的活性硅酸溶液与氢氧化锂粉末或水溶液反应而制成。可以得到具有透明性、长期贮存稳定性以及粘结力优良的硅酸锂水溶液。 另据文献报导,我国化工部天津化工研究院硅酸锂试制组,在全面分析比较了国外发表的各种方法后,经反复试验,研究出一条独特的制造工艺路线,即常温常压反应法,其优点能利用廉价原料、简单设备、常温常压反应、直接制造高浓度、高模数的硅酸锂水溶液。
钨
2017-07-03 10:53:04
钨条包括钨棒,钨钢棒,烧结钨棒,主要是用来锻造成材料的成分,刀具和弹头,灯泡钨丝,电接触点和热导体,曲轴和气缸钨丝桶,耐热钢的各种成分。掺杂的钨条用于生产灯丝或电子管灯丝,这就保证具有显著的抗高温。纯钨是一种从地上开采的天然金属。在原始形式 下,纯钨是很脆的。简介钨是世界上少有的一种有色矿产品,年产量很低,用途非常广泛,主要用于铸造配料用原料。钨来源于一种白色砂型矿体,矿线特别微小,经过采掘、研磨、水重选、提炼等多道工艺,得到品位达到95%以上的钨矿粉,再经过高温电炉提炼成型生产出的成品才是钨条。钨的熔点:3500℃。钨矿主要分布在中国和俄罗斯,中国现在是世界上最大的钨出口国。通常钨条的纯度都应在99.95%以上,而且必须出具权威机构的检验分析测试报告,例如:国家有色金属及电子材料分析测试中心分析测试报告。分类铸造碳化钨、 碳化钨粉、钨粉、氧化钨、合成白钨、钨丝、钨钼合金丝、钨绞丝、杜美丝、钨铼合金丝、钨铈电极、钨板、钼基钨极、掺杂钨条、钨条、钨杆、钨加热子。优点淬火和回火后硬度高;耐磨性好;高温下工作性能好。用途1、加工用车刀刀头、照明器材用钨丝及各种导热体2、制造高级汽车的曲轴、缸筒的配料,铸造各种耐热钢材的配料3、广泛用于枪支、火炮、火箭、卫星、飞机、舰船的制造 钨资源分布我国是产钨大国,钨资源储量520万吨,为国外30个产钨国家总储量(130万吨)的3倍多,产量及出口量均居世界第一。湖南、江西、河南三省的钨资源储量居全国的前三位,其中湖南、江西两省的钨资源储量占全国的55.48%。湖南以白钨为主,江西以黑钨为主,其黑钨资源占全国黑钨资源总量的42.40%。我国的钨矿大体上分布于我国南岭山地两侧的广东东部沿海一带,尤其是以江西的南部为最多,储量约占全世界的二分之一以上。此外,江西的大余、湖南的汝城、安化、临武、资兴、荼陵等地;以及广西和云南、四川、福建等省也有钨矿资源。国外钨矿的主要产地是加拿大和美国。
稀土精矿碱法分解
2019-02-26 10:02:49
首要有烧碱分化法和纯碱焙烧法。前者首要用于分化独居石和磷钇矿精矿,后者首要用于分化氟碳铈矿和独居石的混合精矿。
烧碱分化法 有液碱(烧碱的水溶液)法和固碱法两种办法。液碱法又分常压法、压煮法和热球磨法。工业上大多选用液碱常压分化法。
独居石精矿液碱分化 1952年印度稀土有限公司(Indian Rare EaithLtd.)在特兰旺科一科琴(Travancore-Cochin)的阿尔沃耶(Alwaye)建成了世界上第一座液碱分化独居石精矿的工厂。直至90年代初期,美国、巴西、法国、马来西亚、朝鲜等国也相继建成了液碱处理独居石精矿的工厂。我国第一条液碱分化独居石精矿的出产线于1964年在上海跃龙化工厂投产。
液碱分化独居石精矿出产氯化稀土首要由液碱分化、归纳收回、优先溶解、除镭等作业组成。
在液碱分化中,独居石精矿中的稀土和钍与碱液效果生成氢氧化物沉积:
REPO4+3NaOH=RE(OH)3↓+Na3PO4 (1)
Th3(PO4)4+12NaOH=3Th(OH)4↓+4Na3PO4 (2)
而磷则生成可溶性的Na3PO4转入分化液中。因为分化进程在精矿颗粒表面生成的氢氧化物阻止了液碱与矿粒内部稀土持续反响,故分化前须先将精矿湿磨细至0.043mm粒级,然后再与含。NaOH50%的溶液在413K温度下反响约5h。实践用碱量约为精矿质量的1.5倍。分化进程在外加热的钢制反响器中进行。
碱液分化完成后,分化液中含过量NaOH和新生成的Na3PO4 有必要归纳收回。收回的办法是用热水稀释并洗刷分化产品,过滤后从滤液中收回Na3PO4和剩下的烧碱。独居石精矿含P2O5约25%,仅低于稀土,故Na3PO4 是烧碱分化独居石精矿的一种重要副产品。
滤饼的首要成分为稀土、钍、铁等的氢氧化物,运用稀土和其他元素的碱性差异,用稀优先溶解稀土:
RE(OH)3+3HCl=RECl3+3H2O (3)
优先溶解结束时,溶液pH约4.5,在此pH下钍、铀、铁等仍残留在滤饼中。优先溶解产品经过滤所得的滤渣是提取铀、钍的质料(见铀钍与稀土元素别离)。
过滤所得滤液尚含有微量钍、铀的放射性蜕变产品226Ra和228Ra,有必要经过除镭处理。镭和同属ⅡA族元素,其硫酸盐溶度积均很小(298K时BaSO4为1.1×10-10,RaSO4为4.2×10-11)。往滤液中参加BaSO4就可使镭被BaSO4载带子沉积中:
Ba2+(Ra2+)+2SO42-=BaSO4(RaSO4)↓ (4)
除镭后的清液为纯洁的RECl3溶液,可直接浓缩、结晶分出混合稀土氯化物产品,也可先经过P204溶剂萃取分组(见稀土元素革取分组别离)得到混合轻稀土氯化物和中重稀土富集物两种产品。
法国罗纳一普朗克公司(Rhone-Poulene)在拉罗歇尔(LaRochelle)的工厂选用在压煮器内用液碱分化独居石精矿的办法。因为压煮器的温度较常压容器的高,能加快独居石精矿的分化反响,然后可缩短分化时刻、下降碱耗。
与浓硫酸法分化独居石精矿(见稀土精矿硫酸法分化)比较,液碱分化法有两大长处:(1)分化反响不发作酸气,全流程产出的三废量少;(2)经济合理,占独居石精矿分量90%以上的稀土、磷、铀、钍均得到收回,分化剂中的钠成为副产品Na3PO4•12H2O的组成部分而得到运用。但也存在需运用磨细的高质量精矿等问题,因为精矿含杂质多会添加碱的耗费量。
白云鄂博混合型稀土矿精矿烧碱分化白云鄂博混合型稀土矿精矿含钙较高(折组成CaO5%~10%),钙首要以萤石(CaF2)形状存在。钙含量过高不只会导致混合稀土氯化物产品质量下降乃至不合格,还会使稀土收率下降。我国已研讨出除掉精矿中钙的办法。
白云鄂博混合型稀土矿精矿含有氟碳铈矿和独居石两种稀土矿藏,在碱分化时,除发作独居石和烧碱式(1)的反响外,还发作氟碳铈矿和烧碱的反响:
RECO3+3NaOH=RE(OH)3+Na2CO3+NaF (5)
影响稀土矿藏分化的首要因素是分化温度和烧碱浓度,较高的分化温度和较高的烧碱浓度都可加快分化反响。烧碱液的沸点随烧碱浓度的添加而升高,因此添加烧碱浓度亦可进步常压烧碱液分化的温度。但烧碱浓度过高又会引起分化产品过于粘稠,影响反响进行。
1982年我国选用固碱电场分化白云鄂博混合型稀土矿精矿。其作法是将除钙的精矿(含水分12%~14%)和固体碱混兼并拌和10min,然后装入分化设备,通电分化15~20min。其间最终7~8min的物料温度达453K。因精矿含有水分,碱易吸潮,故这种反响实践上是浓烧碱液与矿藏的反响,但分化设备中究竟还存在着固碱,所以存在分化反响不易进行的死角。电场分化时刻很短,能耗和碱耗都低。
1985年我国又选用在电加热的反响器平分化除钙后的白云鄂博混合型稀土矿精矿办法。该法运用含烧碱60%~70%的溶液,在433~453K温度下分化40min。这种分化工艺操作简略,耗碱量低。因为烧碱报价比硫酸高得多,故处理规划远不如浓硫酸法分化。
白云鄂博混合型稀土矿精矿烧碱法分化出产氯化稀土的工艺进程与独居石精矿液碱分化出产氯化稀土的类似,分化产品经水洗、过滤、优先溶解稀土、浓缩、结晶等处理,最终得到混合稀土氯化物产品。或在优先溶解稀土后,经溶剂萃取分组,得到混合轻稀土氯化物和中重稀土富集物产品。没有发现白云鄂博混合型稀土矿精矿中有镭的同位素,故全流程无需设除镭工序。
纯碱焙烧(或烧结)法纯碱即为碳酸钠(Na2CO3),1958年苏联用纯碱焙烧(烧结)分化独居石精矿。1963年我国开端研讨用纯碱焙烧白云鄂博混合型稀土矿精矿,1970年前后曾用于工业出产。前苏联也曾进行过用纯碱烧结分化稀土氟碳酸盐和磷酸盐混合精矿的研讨。
按白云鄂博混合型稀土矿精矿质量的10%~30%参加纯碱,混合后于873~973K温度下焙烧,稀土矿藏即可分化生成RECO3,且精矿中的Ce抖被氧化成ce”,为后续作业的铈与其他稀土别离发明了条件。焙烧矿经磨细后,再用水、稀酸洗去非稀土杂质,然后用含硫酸0.25mol/L溶液浸出稀土。浸出液中Ce4+与F-构成合作物。如浸出液的F一浓度过低,则会使稀土浸出率和铈氧化率明显下降。浸出后过滤,滤液用1mol/LP204-0.2mol/LTBP-火油组成的有机相萃取Ce4+,得到纯度超越99.9%的CeO2。因浸出液中含F-及铁、硅等杂质,萃取进程中易发作乳化。参加可抑制因F-而发作的乳化。
前苏联所用的稀土混合精矿由钇氟碳铈矿(Y,Ca)FCO3•CaCO3、磷钇矿、独居石和钇萤石组成。精矿档次低(均匀含RE2O3约6%),还含很多萤石、铁矿藏、云母及锆石,且各矿藏含量改变大。以精矿质量30%的Na2CO3+Na2SO4为分化剂,在1173K温度下焙烧可使稀土矿藏分化成可溶性的碳酸盐或硫酸盐。萤石有助于稀土矿藏分化。当精矿中含萤石高于15%时,不加分化剂在1273K温度下焙烧稀土矿藏即自行分化。
展望从环境保护、资源归纳运用、经济效益等方面衡量,独居石精矿的液碱分化都不失为一种较好的办法,因此为全世界大多数处理独居石的工厂所选用。但一般选用含烧碱50%的碱液在常压下分化,不只碱耗和能耗高,并且分化时刻长,因此极待改善。改善方向是从工艺和设备下手,环绕强化分化条件(如恰当进步分化温度)来进行,这是削减耗费、进步功率、下降成本的有效途径。烧碱分化白云鄂博混合型稀土矿精矿的研讨成果与工业实践都可以在这些方面供给学习。
将白云鄂博混合型稀土矿精矿的氟碳铈矿与独居石分隔,即把混合精矿分红两种精矿(见白云鄂博混合型稀土矿),运用这两种矿藏的不同特色别离处理:独居石精矿用烧碱法分化,制取混合稀土化合物,磷亦得到归纳收回;氟碳铈矿精矿选用氧化焙烧分化,Ce3+一起氧化成Ce4+,然后进行单一稀土别离(见稀土元素别离提纯)。这是白云鄂博混合型稀土矿精矿的最佳处理计划。
钼矿物原料的分解
2019-02-15 14:21:24
其首要使命是使辉钼矿转变为契合钢铁及化工部分使用要求的氧化物或钼酸盐。钢铁部分的要求首要是含硫、磷、砷低,化工部分则首要要求其在中可溶性好,即含MoS2、MoO2、CaMoO4等难溶于NH4OH中的化合物少。 辉钼矿的分化办法有氧化焙烧法和各种湿法分化法(拜见下图)。前者首要适用于处理标准精矿,后者既可处理精矿,亦可处理非标准精矿和中矿以及杂乱矿。 上述分化办法得到的Mo03粉,可直接制成三氧钼块用于炼钢。因为Mo02的密度比Mo03大,在高温下蒸发丢失小,近年来越来越多地选用MoO2块炼钢,处理辉钼矿时,有时直接制成moO2产品。
稀土精矿分解方法
2019-03-07 09:03:45
含稀土的原矿岩通过选矿后所到的高稀土档次的产品称为稀土精矿。表1中列出的是我国出产的稀土精矿的化学成分。精矿中的稀土与原矿岩中的稀土的赋存形状根本相同,仍然是难溶于水和一般条件下的无机酸的化合物。为使其易溶于水和无机酸,以便于从中收回稀土,工业上依据精矿中稀土存在的形状而选用相应的办法,将稀土矿藏转化为易于提取稀土的化合物。这样一个将稀土矿藏转化为易于提取稀土的化合物的进程称为精矿分化,稀土化合物中REO与稀土精矿的REO之比的质量百分数成为精矿分化率。
精矿分化的办法许多,归纳起来能够分为酸分化法、碱分化法、氧化焙烧法和氯化法四大类。
一、酸分化法包含硫酸、和氟氢酸分化等。
二、碱分化法首要包含分化和碳酸钠焙烧法等,它合适对稀土磷酸盐矿藏和氟碳酸盐矿藏的处理。
三、氧化焙烧办法首要用于氢碳铈矿的分化。
碳酸钠焙烧法、氧化钙焙烧法以及在焙烧进程中具有使三价铈化物被进一步氧化成四价的氧化物特色的分化办法都具有优先别离铈长处。
四、氯化法分化稀土精矿能够直接制得无水氯化稀土,其产品可用于熔盐电解制取混合稀土金属。
稀土精矿的分化办法许多,工业出产中一般依据下列准则挑选适合的工艺流程:
(一)依据精矿中稀土矿藏的化学性质、稀土档次、其他非稀土化学成分等特色,先择分化办法,以求得高的分化率。
(二)由产品计划、原材料的直销和报价以及耗费状况,优化工艺进程以求得高的经济效益。
(三)便于收回有价元素和综合利用,有利于劳动卫生与环境保护。
锡石、黑钨细泥捕收剂苄基胂酸的研制
2019-02-27 08:59:29
关于黑钨、锡石细泥的捕收剂,国内外已研讨过不少,众所周知的有脂肪酸(皂),烷基硫酸钠,经肪酸(皂),乙烯麟酸,烷基麟酸,烃基肿酸,美狄兰,磺丁二酞胺酸等。实践证明混合肿酸是黑钨、锡石矿泥杰出的捕收剂,目前我国正在运用。本文介绍了苄基胂酸组成原理,经过组成条件实验,找出组成苄其(?)酸最好的条件是:苄氯与的克分子比为0.9∶1,反响温度80℃,反响时间为4.5小时。在小型实验的基础上进行了工业实验,工业实验结果表明,用这种办法出产苄基胂酸是可行的。
锂辉石(Spodumene)
2019-01-21 10:39:06
LiAl[Si2O6]
【化学组成】锂辉石化学组成较稳定,可含有稀有元素、稀土元素混入物。
【晶体结构】单斜晶系;也有资料认为空间群为C2/c;a0=0.946nm,b0=0.839nm,c0=0.522nm;β=110°11′;Z=4。晶体结构见辉石族概述。锂辉石(即α锂辉石)还有另外两个同质多像变体;β锂辉石为四方晶系,与凯石英(也称重石英)同结构;γ锂辉石为六方晶系,与β石英同结构。
【形态】常呈柱状晶体,柱面常具纵纹。有时可见巨大晶体(长达16m)。双晶依(100)生成。集合体呈(100)发育的板柱状、棒状,也可成致密隐晶块状。
【物理性质】灰白色,烟灰色,灰绿色。翠绿色的锂辉石称为翠绿锂辉石,是成分中含Cr所致,成分中含Mn呈紫色称紫色锂辉石;玻璃光泽,解理面微显珍珠光泽。{110}解理完全,夹角87°;具{100}、{010}裂开。硬度6.5~7。相对密度3.03~3.23。
【成因及产状】是富Li花岗伟晶岩中的特征矿物。
【鉴定特征】颜色,晶形及其产状。吹管火焰烧之膨胀,并染火焰成浅红色(Li),与CaF2+KHSO4合熔后,染火焰成鲜红色(Li)。
【主要用途】与锂云母一起用作提取Li的原料。Li用于原子工业、医药、焰火、照相、玻璃、伦琴照相等方面。透明而色泽美丽者可作宝石。此外,与锂云母、锂霞石一样,具有一般原料所没有的负膨胀性,故可与其它正膨胀性的矿物一起制成高温下膨胀系数接近于零的特殊陶瓷、微晶玻璃等,提高制品的抗热冲击性能和机械强度。
钨
2017-06-06 17:50:12
钨一种
金属
元素。原子序数74。钢灰色或银白色,硬度高,熔点高,常温下不受空气侵蚀;主要用途是制造灯丝和高速切削合金钢、超硬模具,也用于光学仪器,化学仪器方面 tungsten;wolfram——元素符号W钨是属于
有色金属
,也是重要的战略
金属
,钨矿在古代被称为“重石”。1781年由瑞典化学家卡尔.威廉.舍耶尔发现白钨矿,并提取出新的元素酸-钨酸,1783年被西班牙人德普尔亚发现黑钨矿也从中提取出钨酸,同年,用碳还原三氧化钨第一次得到了钨粉,并命名该元素。钨在地壳中的含量为0.001%。已发现的含钨矿物有20种。钨矿床一般伴随着花岗质岩浆的活动而形成。经过冶炼后的钨是银白色有光泽的
金属
,熔点极高,硬度很大。钨的性质:钨是稀有高熔点
金属
,属于元素周期表中第六周期(第二长周期)的VIB族。钨是一种银白色
金属
,外形似钢。钨的熔点高,蒸气压很低,蒸发速度也较小。钨的化学性质很稳定,常温时不跟空气和水反应,不加热时,任何浓度的盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸以及王水对钨都不起作用,当温度升至80°—100°C 时,上述各种酸中,除氢氟酸外,其它的酸对钨发生微弱作用。常温下,钨可以迅速溶解于氢氟酸和浓硝酸的混合酸中,但在碱溶液中不起作用。有空气存在的条件下,熔融碱可以把钨氧化成钨酸盐,在有氧化剂(NaNO3、NaNO2、KClO3、PbO2)存在的情况下,生成钨酸盐的反应更猛烈。高温下能与氯、溴、碘、碳、氮、硫等化合,但不与氢化合。钨的用途: 目前世界上开采出的钨矿,约50%用于优质钢的冶炼,约35%用于生产硬质钢,约10%用于制钨丝,约5%其他用于其他用途。钨可以制造枪械、火箭推进器的喷嘴、切削
金属
的刀片、钻头、超硬模具、拉丝模等等,钨的用途十分广泛,涉及矿山、冶金、机械、建筑、交通、电子、化工、轻工、纺织、军工、航天、科技、各个工业领域。 18世纪50年代,化学家曾发现钨对钢性质的影响。然而,钨钢开始生产和广泛应用是在19世纪末和20世纪初。 1900年在巴黎世界博览会上,首次展出了高速钢。因此,钨的提取工业从此得到了迅猛发展。这种钢的出现标志了
金属
切割加工领域的重大技术进步。钨成为最重要的合金元素。 1900年,俄国发明家А.Н.Ладыгин首先建议在照明灯泡中应用钨。在1909年Кулидж制定基于粉末冶金法,采用压力加工的工艺方法之后,钨才有可能在电真空技术中得到广泛的应用。 1927——1928年采用以碳化钨为主成分研制出硬质合金,这是钨的工业发展史中的一个重要阶段。这些合金各方面的性质都超过了最好的工具钢,在现代技术中得到了广泛的使用。 钨以纯
金属
状态和以合金系状态广泛应用于现代技术中,合金系状态中最主要的是合金钢、以碳化钨为基的硬质合金、耐磨合金和强热合金。钨的种类: 主要的钨矿有十几种,我国主要有两种;黑钨矿(钨锰铁矿)和白钨矿(钨酸钙矿)。 1.黑钨矿(FeMn)WO4。颜色有暗灰色、淡红褐、淡褐黑、发褐及铁褐等颜色。半
金属
光泽、
金属
光泽及树脂光泽。通常为叶片状、弯曲 钨锑矿山片状、粒状和致密状;也有的呈厚板状、尖柱状等单斜晶系晶体,常与白色石英一起以脉络的形式充填在花岗岩及其附近的岩石裂缝中。硬度5-5.5,比重7.1-7.5。参差状断口。性脆,有弱磁性。黑钨矿是炼钨和制造钨酸盐类的主要原料。 2.白钨矿CaWO4。颜色为灰白色,也有黄褐、绿和淡红色等。油脂光泽。它属正方晶系,形成双锥状的假八面体或板状晶体,晶面有时可见斜条纹,其中插生双晶者较为常见。也有的晶体呈皮壳状、肾状、粒状和致密块状。硬度4.5-5;比重5.9-6.2。性脆,贝壳状或参差状断口。受荧光灯照射时,白钨矿可发出美丽的浅蓝色荧光。白钨矿产于我国江西大余、湖南汝城、安化、临武、云南文山等地。多成砂矿,以上钨矿物可用重选(摇床、跳汰等)、浮选、溜槽、淘重砂法等方法得到黑钨精矿或白钨精矿。更多有关钨请详见于上海
有色
网
锂云母(Lepidolite)
2019-01-21 10:39:06
又称鳞云母K{Li2-xAl1+x[Al2xSi4-2xO10](F,OH)2},其中x=0~0.5。
【化学组成】置换K的有Na、Rb、Cs。置换Li和Al的有Fe2+、Mn、Ca、Mg和Ti。
资料表明,Li含量与F含量成正比。白云母和锂云母之间是否为连续的类质同像系列还有争议。但曾发现白云母中能进入33%的Li2O而不使结构发生本质的改变,所以,一般将Li2O含量高于35%的才列入锂云母范围,低于这一含量称为锂白云母。另外,富铁的称铁锂云母,可视为锂云母—黑云母的过渡产物。TOT型,三八面体型。
【晶体结构】晶系、空间群、晶胞参数依多型而不同,见表21-6。
由表21-6可见,a0、b0基本不变,只是定向可变,但c0是以1的整数倍增加的,即与重复层数相关。锂云母的多型主要是1M和2M2,其次是3T,而不具有白云母中常见的2M1结构,锂云母的2M2型结构是过渡型或混合型结构。
【形态、物理性质】常成细小鳞片状集合体,故又名鳞云母。颜色为玫瑰色、浅紫色。
【成因及产状】主要产于花岗伟晶岩中,与长石、石英、锂辉石、白云母、电气石等共生。
【主要用途】是提取稀有金属锂的主要原料之一。锂云母中常含Rb和Cs,所以也是提取Rb、Cs的主要原料。细粒集合体可作玉石材料(工艺名为丁香紫),由于其有较低的硬度,易于琢磨和抛光,加工后的成品光洁照人,具独特的丁香紫色,色泽十分柔和,可用于玉石工艺品和戒面等首饰镶嵌品,深受国内外欢迎。此外,锂云母与锂辉石一样,可用于陶瓷工业,见锂辉石描述。
碳酸锂
2017-07-03 11:04:29
碳酸锂,一种无机化合物,化学式为Li2CO3,为无色单斜晶系结晶体或白色粉末。密度2.11g/cm3。熔点618℃(1.013*10^5Pa)。溶于稀酸。微溶于水,在冷水中溶解度较热水下大。不溶于醇及丙酮。可用于制陶瓷、药物、催化剂等。常用的锂离子电池原料。由于生产碳酸锂的主要原料是盐湖卤水(矿石法由于成本高在全球产能很小),因此规模化生产碳酸锂的企业必须拥有锂资源储量较为丰富的盐湖资源开采权,这使得该行业具备较高的资源壁垒;另一方面,由于全球盐湖绝大多数资源都是高镁低锂型,而从高镁低锂老卤中提纯分离碳酸锂的工艺技术难度很大,之前这些技术仅掌握在少数国外公司手中,这使得碳酸锂行业又具备了技术壁垒。因此,造就了碳酸锂行业的全球寡头垄断格局。目前全球碳酸锂市场集中度非常高。在我国的几个大型项目投产前,全球主要产能集中在SQM、FMC、和Chemetall三家手中;资料显示,碳酸锂产品虽然存在一定的资源和技术壁垒,但我国具备可开采价值的盐湖还是不少,技术除中信国安、西藏矿业外盐湖集团也面临突破,行业的壁垒正逐渐削弱,行业目前的高毛利率必然会吸引更多资金介入。作用与用途用于制取各种锂的化合物、金属锂及其同位素。还用于制备化学反应的催化剂。半导体、陶瓷、电视、医药和原子能工业也有应用。分析化学中用作分析试剂。在锂离子电池中也有应用。在水泥外加剂里作为促凝剂使用。碳酸锂有明显抑制躁狂症作用,可以改善精神分裂症的情感障碍,治疗量时对正常人精神活动无影响,作用机制可能与抑制脑内神经突触部位去甲肾上腺素的释放并促进再摄取,对升高外周血细胞有作用,本药小剂量用于子宫肌瘤合并月经过多的有一定治疗作用,小剂量也可用于急性菌痢,锂盐无镇静作用,一般对严重急性躁狂患者先与氯丙嗪或氟哌啶合用,急性症状控制后再单用碳酸锂维持。使用注意事项危险性概述健康危害:误服中毒后,主要损及胃肠道、心脏、肾脏和神经系统。中毒表现有恶心、呕吐、腹泻、头痛、头晕、嗜睡、视力障碍、口唇、四肢震颤、抽搐和昏迷等。环境危害:对环境可能有危害,对水体可造成污染。燃爆危险:该品不燃。急救措施皮肤接触:脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗。眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。食入:饮足量温水,催吐。洗胃,导泄。就医。消防措施危险特性:自身不能燃烧。受高热分解放出有毒的气体。有害燃烧产物:一氧化碳、二氧化碳。灭火方法:消防人员必须穿全身防火防毒服,在上风向灭火。灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处。然后根据着火原因选择适当灭火剂灭火。泄漏应急处理应急处理:隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘口罩,穿一般作业工作服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏:避免扬尘,小心扫起,收集于干燥、洁净、有盖的容器中。大量泄漏:收集回收或运至废物处理场所处置。操作处置与储存操作注意事项:密闭操作,提供充分的局部排风。防止粉尘释放到车间空气中。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴防尘面具(全面罩),穿透气型防毒服,戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与氧化剂、酸类、氟接触。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。防止阳光直射。包装密封。应与氧化剂、酸类、氟分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。制备将锂辉石和石灰石高温烧结生成铝酸锂再浸出氢氧化锂溶液,与碳酸钠反应制得。亦可利用卤水经提取氯化镁后的含锂料液,经纯碱除钙、镁离子,用盐酸酸化,再与纯碱反应制得。医疗用途及注意事项碳酸锂常被用来治疗双相型障碍(bipolar disorder),它通过稳定钙和血清素来稳定情绪(mood),对抗狂躁(antimanic)。它的生物要效率也很不错。一天服用2-3次。它通过肾脏被快速排掉,但是会对肾脏造成负担,因此如果病人的肾功能不好的话,很容易造成锂中毒。事实上这种药物是容易造成中毒的,因此在服用这个药的时候,要定期检查血液。血液中的锂含量必须保持在0.6-1.2mEq/L之间。如果超过1.5mEq/L的话,就会造成锂中毒。即使血液中含量正常,也可能会中毒。锂中毒现象:<1.5mEq/L:恶心、呕吐、腹泻、口渴、多尿、软弱无力、言语不清1.5mEq/L-2.0mEq/L:肠胃不适、震颤、头脑混乱、心电图(EKG)变化、嗜睡2.1mEq/L-2.5mEq/L:共济失调、嗜睡、严重的EKG变化、视力模糊、耳鸣、昏迷>2.5mEq/L:癫痫发作(seizure)、肾衰竭、死亡。注意事项:碳酸锂是致畸药物(pregnancy category D),因此孕妇慎用。在怀孕最先的3个月服用这个药,有11%左右的可能会造成胎儿心脏畸形。如果身体里面的钠非常少的时候(例如服用利尿药物或脱水时),身体会把锂当做盐来保存起来不排泄掉,造成锂中毒。因此在服用这个药物时,要多喝水,多吃钠盐。给病人服药以前,要注意:1. 病人是否有锂中毒现象。2. 病人血液中锂的含量是否超标。3. 通过检查 肌氨酸酐来查看病人的肾功能是否好。4. 检查病人的血钠含量是否太低。5. 检查病人是否服用利尿药物。由于锂有利尿作用,因此病人服药期间要检查尿量。如果病人服药时感到恶心的话,可以在服药的同时吃点食物,以减少恶心的感觉。禁忌:脱水、心脏病、肾病、钠不平衡的病人不能服用这个药。
氯化法分解锆英砂
2019-03-05 10:21:23
当温度在900℃以上,碳为还原剂时,锆英砂可与反响生成ZrCl4和SiCl4,从而将二氧化硅别离,主反响为:
ZrSiO4+4Cl2+2C=ZrCl4(g)+SiCl4(g)+2CO2
ZrSiO4+4Cl2+4C=ZrCl4(g)+SiCl4(g)+4CO
取得的经水溶可制取二氧化锆或其他锆化学制品,工艺流程参见图1。图1 锆英砂分化和制备锆化合物的准则流程
稀土精矿分解工艺
2019-02-21 08:58:48
含稀土的原矿岩通过选矿后所到的高稀土档次的产品称为稀土精矿。表1中列出的是我国出产的稀土精矿的化学成分。
精矿中的稀土与原矿岩中的稀土的赋存形状根本相同,仍然是难溶于水和一般条件下的无机酸的化合物。为使其易溶于水和无机酸,以便于从中收回稀土,工业上依据精矿中稀土存在的形状而选用相应的办法,将稀土矿藏转化为易于提取稀土的化合物。这样一个将稀土矿藏转化为易于提取稀土的化合物的进程称为精矿分化,稀土化合物中REO与稀土精矿的REO之比的质量百分数成为精矿分化率。
稀土精矿的首要化学成分表精矿称号产地REOTFe(Fe2O3)P(P2O5)CaOBaOSiO2ThO2U3O8其他元素氟碳铈矿四川冕宁60.12(0.61)0.4611.450.230含F6.57混合型矿内蒙包头50.403.703.505.557.580.560.219含F5.90独居石中南某地60.30(1.80)(31.50)1.464.700.22磷钇矿南边某地550.5(26~30)1.031~2含钨
磷钇矿南边某地10~2010~20(5~8)13~100.5~1含WO3
15~25褐钇铌矿广西24.272.105.2010.502.47含(NbTa)2O5 20.05褐钇铌矿湖南20.821.964.435.602.24含(NbTa)2O3 26.99褐铌铌矿广东30.661.332.565.002.19含(NbTa)2O3 26.99
精矿分化的办法许多,归纳起来能够分为酸分化法、碱分化法、氧化焙烧法和氯化法四大类。
一、酸分化法包含硫酸、和氟氢酸分化等。硫酸分化法适用于处理磷酸盐矿藏(如独居石、磷钇矿)和氢碳酸盐矿藏(氟碳铈矿)。分化法使用有限,只适于处理硅酸盐矿藏(如褐帘石、硅铍钇矿)。分化法适于分化铌钽酸盐矿藏(如褐钇铌矿、铌钇矿)。酸分化法的特色是分化矿藏能力强,对精矿档次、粒度要求不严,适用而广,但挑选性差,腐蚀严峻,操作条件差,三废较多。
二、碱分化法首要包含分化和碳酸钠焙烧法等,它合适对稀土磷酸盐矿藏和氟碳酸盐矿藏的处理。关于单个难分化的稀土矿藏亦有选用熔合法的。碱法分化的特色是工艺办法老练,设备简略,归纳使用程度较高。但对精矿档次与粒度要求较高,污水排放量大。
三、氧化焙烧办法首要用于氢碳铈矿的分化。焙烧进程中氢碳铈矿被分化成稀土氧化物、氟氧化物、二氧化碳及氟的气态化合物,其间三价的铈氧化物一起被空气中的氧进一步氧化成四价的氧化物。该办法的缺陷是氟以气态化合物随焙烧尾气进入大气中,对环境有必定的污染。长处是焙烧进程中无须参加其他的焙烧尾气进入大气中,对环境有必定的污染。长处是焙烧进程中无须参加其他的焙烧助剂,而且使用四价铈三价稀土元素的化学性质上的不同。能够选用硫酸复盐沉积或优先溶解三价稀土元素的办法,优先将占稀土配分约50%的铈提取出来。这使得进一步的稀土萃取别离工艺进程简化,出产成本下降。
碳酸钠焙烧法、氧化钙焙烧法以及在焙烧进程中具有使三价铈化物被进一步氧化成四价的氧化物特色的分化办法都具有优先别离铈长处。
四、氯化法分化稀土精矿能够直接制得无水氯化稀土,其产品可用于熔盐电解制取混合稀土金属。氯化是指将碳与稀土精矿混合,制团,在竖式氯化炉的高温下直接通入的进程。依据生成不同氯化物的沸点差异,可一起得到三种产品:稀土、钙及等金属的氯化物,呈熔体状况流入氯化物溶盐接收器;低沸点的氯化物(钍、铀、铌、钽、钛、铁、硅等)为气态产品,从熔盐中蒸发后,被搜集在冷凝器内,再归纳收回;未分化的精矿与碳渣等高沸点成分则为残渣。氯化法现在因为设备的需氯腐蚀材料较难处理,放射性元素钍散布在三种产品中,所得熔盐成分杂乱,劳动条件较差等问题的存在而在我国尚为被工业选用。
稀土精矿的分化办法许多,工业出产中一般依据下列准则挑选适合的工艺流程:
(一)依据精矿中稀土矿藏的化学性质、稀土档次、其他非稀土化学成分等特色,先择分化办法,以求得高的分化率。
(二)由产品计划、原材料的直销和报价以及耗费状况,优化工艺进程以求得高的经济效益。
(三)便于收回有价元素和归纳使用,有利于劳动卫生与环境保护。
锂矿浮选——锂矿物可浮性
2019-02-22 11:02:45
首要含锂矿藏有锂辉石、锂云母、透锂长石等。它们的可浮性如下:
①锂辉石A12O3·Li2O·4Si02,含Li2O4.5%~8%。表面纯洁的锂辉石很简单用油酸及其皂类浮起,但其表面因风化污染,或在矿浆中被矿泥污染了的,其可浮性变坏。别的,矿浆中一些溶盐的离子(铜、铁和铝的离子等)不只活化锂辉石,并且也活化脉石矿藏,所以浮选前要脱泥并用碱处理。用处理时,锂辉石的收回率随其用量的添加而进步,拌和时刻也相应缩短。随拌和强度进步,收回率也进步。如转速进步7倍,收回率可进步40%。
用油酸或环烷酸皂作捕收剂时,锂辉石在中性和碱性介质中,都能很好地浮游。用十八胺和酯钠盐为捕收剂时,只在弱碱性或中性介质中锂辉石才干浮游。用油酸作捕收剂,和木质素磺酸盐为调整剂,和碳酸钠调整pH为7~7.5时,锂辉石的浮选作用最好。
通过活化的锂辉石,用阴离子或阳离子捕收剂都能浮起。未经活化锂辉石,在油酸用量很高时也难浮起。
不管选用那一种捕收剂,水玻璃、糊精和淀粉都是锂辉石的激烈的按捺剂。其间淀粉的选择性较好,糊精次之。它们先按捺锂辉石,后按捺脉石。但水玻璃的选择性较差,对锂辉石和脉石一起起按捺作用。
锂辉石的浮选粒度,一般在0.15mm以下。粒度为0.2mm时,浮选的收回率为61%,粒度为0.3mm时,浮选收回率为22%。粗粒难浮是锂辉石浮选特色之一。
②锂云母Al203·3Si02.2(KLi)F,含Li20 1.2%~5.9%。粗粒锂云母用手选、风选或冲突选富集,细粒的锂云母才用浮选法收回。锂云母的捕收剂以阳离子捕收剂最好,用十八胺时,在酸性和中性介质中都能很好地浮选锂云母。未经活化的锂云母不能被油酸捕收,用活化后,能得到较好的目标。
矿浆中的一些铁盐、铝盐、铅盐、、淀粉及磷酸氢钠等均能按捺锂云母。锂的碳酸盐和硫酸盐能活化锂云母。用十八胺选别锂云母时,最好的活化剂是水玻璃和硫酸锂,而强的按捺剂是漂、和淀粉的混合物。铜、铝和铅的硝酸盐是锂云母的按捺剂,而铜和铝的硫酸盐却是锂云母的活化剂。
③透锂长石Al203·Li20·8SiO2,含Li20 2%~4%,用阴离子捕收剂如油酸、油酸钠、异辛基胂酸钠来浮选透锂长石,在任何pH下均不浮游。用阳离子捕收剂,如用十八胺来浮选透锂长石,则其浮游性很好。用十八胺作捕收剂,矿浆pH为5.5~6.0时,其收回率为78%,而选用烷基胺盐在碱性介质(pH为7.5~9.5)中浮选时,其收回率可进步到90%~92%。
选用烷基胺盐为捕收剂时,(300~500g/t)能激烈地按捺透锂长石,在介质的pH=5.8时,它的收回率下降到10%~15%,在酸性和碱性介质中,其按捺作用加强。氯化钙能活化透锂长石,在中性介质和碱性介质中(pH=9.2)能进步其收回率。在选用烷基胺盐时,透锂长石的按捺剂有、硅酸钠、淀粉、丹宁、碳酸钠、钠及磷酸氢钠等。
碳化氯化法分解锆英砂
2019-03-05 10:21:23
碳化氯化与直接氯化分化锆英砂的办法相同,可用于制取和、铪,但也可用于出产二氧化锆和其他锆化学制品。此法的工艺流程见图1,碳化在温度高于2000℃的高温电弧炉中进行;碳(氮)化锆在400℃即可被氯化成为,首要反应为:
ZrSiO4+4C=ZrC+SiO(g)↑+3CO
ZrSiO4+4N2=ZrN+SiO(g)↑+3NO
ZrC+2Cl2=ZrCl4(g)+C
ZrN+2Cl2=ZrCl4(g)+1/2N2图1 碳化氯化法分化锆英砂工艺流程
水溶、结晶可获得碱式氯化锆再进行后处理。
钨常识
2019-03-14 09:02:01
钨 钨是常用的难熔金属,密度19.35,熔点3410°C,沸点5660°C。钨的硬度大、密度高、高温强度好。常温下钨在空气中是安稳的,400℃开端失去光泽,表面构成蓝黑色细密的三氧化钨保护膜。740℃时三氧化钨由三斜晶系转变为四方晶系,保护膜被损坏。在高于600℃的水蒸气中钨氧化为二氧化钨。钨在常温下不易被酸、碱溶液和腐蚀,但溶解于浓硝酸和的混合酸。钨能被氧化性熔盐如等敏捷腐蚀。 钨在地壳中的均匀含量为1.3×10-6,在花岗岩中含量均匀为1.5×10-6。钨在自然界首要呈六价阳离子,其离子半径小,电价高,具有强极化才能,易构成络阴离子,因而钨首要以络阴离子方式[WO4]2-,与Fe2+、Mn2+、Ca2+等阳离子结合构成黑钨矿或白钨矿。钨的重要矿藏均为钨酸盐,现在在地壳中仅发现有20余种钨矿藏和含钨矿藏,即黑钨矿族:钨锰矿、钨铁矿、黑钨矿;白钨矿族:白钨矿(钙钨矿)、钼白钨矿、铜白钨矿;钨华类矿藏:钨华、水钨华、高铁钨华、钇钨华、铜钨华、水钨铝矿;不常见的钨矿藏:钨铅矿、斜钨铅矿、钼钨铅矿、钨锌矿、钨铋矿、锑钨烧绿石、钛钇钍矿(含钨)、硫钨矿等。其间具有挖掘经济价值的只要黑钨矿(Fe、Mn)WO4和白钨矿(CaWO4)。 钨及其合金是现代工业、国防及高新技术使用中的极为重要的功用材料之一,广泛使用于航天、原子能、船只、汽车工业、电气工业、电子工业、化学工业等许多范畴。钨大部分用于出产硬质合金和钨铁。钨与铬、钼、钴组成的耐热耐磨合金用于制造刀具、燃气轮机叶片和焚烧管等。钨可与钽、铌、钼等组成难熔合金。钨铜和钨银合金用作电触摸点材料。高密度的钨镍铜合金用作防辐射的防护屏。金属钨的丝、棒、片等用于制造电灯泡、电子管的部件和电弧焊的电极。 我国钨矿资源丰厚,储量居世界第一位,全国已探明钨矿储量散布在21个省、自治区,其间保有储量在20万吨以上的有8个省区,依次为湖南、江西、河南、广西、福建、广东、甘肃、云南,这8个省区钨的储量占全国保有储量的91.7%。我国钨矿资源有以下特色: (1)储量非常丰厚,散布高度会集。我国已累计探明钨储量达600多万吨,并且还有很大的找矿潜力,资源远景甚为可观。钨矿储量首要会集散布于湖南、江西、河南、福建、广西、广东等6省区,算计占全国钨储量的83.4%。 (2)矿床类型较全,成矿作用多样。现在,除现代热泉堆积矿床和含钨卤水-蒸腾岩矿床外,简直世界上一切已知钨矿床成因类型在我国均有发现。按成矿温度,有汽化高温至低温的热液矿床;按成矿藏质来历,有层源的层控钨矿床与来自岩源的岩控钨矿床以及多源复合矿床;按矿床产状形状类型,有各种方式的脉型、整合于堆积缔造的层型、沿花岗岩体与碳酸盐质围岩触摸带产出的不规则带型(夕卡岩)、沿成矿花岗岩产状形状产出的细脉-浸染岩体型等矿床;按矿藏元素组合,有W-(Sn、Bi、Mo)、W-Be、W-(Cu、Pb、Zn、Ag)、W-Nb-Ta、W-Au-Sb、W-Li、W-Cu-Fe、W-REE等矿床。因为我国钨矿成矿作用多样又遍及替换出现,因而不只构成杂乱多样的矿床类型,并且常在同一矿田或矿床中,出现多型矿床(矿体)共生的特色。 (3)矿床伴生组分多,归纳利用价值大。我国许多钨矿床伴共生有利组分多达30多种。首要有锡、钼、铋、铜、铅、锌、金、银等;其次为硫、铍、锂、铌、钽、稀土、镉、铟、镓、钪、铼、砷、萤石等。在采选冶过程中归纳收回这些有利组分,不只是合理开发利用好矿产资源,也是进步矿山挖掘经济效益的重要途径。 (4)伴生在其他矿床中的钨储量可观。全国伴生钨储量约占总储量的25%,大部分随主矿产开发而归纳收回。如云南个旧锡矿,湖北大冶有色金属公司所属铜矿山(如大冶龙角山、铜录山、封山洞等),江西铜业公司所属的铜矿山(如永平铜矿、东乡铜矿、德兴铜矿等)以及一些钼矿山等,在选矿过程中均已归纳收回钨精矿,成为矿山的精矿产品之一。 (5)富矿少,贫矿多,档次低。在保有储量中,钨档次(WO3)大于0.5%的仅占20%(首要是石英脉型黑钨矿);而在白钨矿的工业储量中,档次大于0.5%的仅占2%左右。与国外比较,我国白钨矿质量处于下风,而黑钨矿档次高、矿床大、易采易选处于优势。 (6)开发利用以黑钨矿为主,白钨矿次之。黑钨矿是我国长期以来的挖掘目标,但储量组成却是白钨矿居多,黑钨矿较少。白钨矿尽管储量多,但富矿少,档次低,难选矿石多,仅占钨矿产量的10%左右;而黑钨矿尽管储量比白钨矿少,但富矿多,且易采易选,占钨矿产量的90%以上。现在,许多钨矿山因为采选矿石档次低,采选本钱高,因而导致矿山经济效益差