白钨矿、萤石、方解石的溶解特性及微量热动力学的研究

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白钨矿与含钙脉石具有相似的溶解特性和表面结构,给浮选分离造成困难。探明含钙矿物在调整剂中的溶解行为及捕收剂与矿物作用特性,对于遴选浮选药剂及开发新工艺具有重要指导意义。本文通过化学沉淀法合成白钨矿及Pb2+包覆的白钨矿、萤石及Pb2+包覆的萤石、方解石及Pb2+包覆的方解石,放大了Pb2+的作用效果,研究了矿物在NaOH,Na2CO3,Na2SiO3,Na2CO3+Na2SiO3调整剂溶液中的溶解特性,超声波物理场对矿物溶解特性及结构的影响;探究了矿物在不同调整剂中的溶解微量热动力学,查明了油酸钠和水杨羟肟酸与矿物表面作用的微量热动力学,考察了Pb2+对矿物溶解行为的影响及活化的作用机制。结论如下:(1)白钨矿、萤石、方解石溶解的Ca2+随着pH的增加而下降,白钨矿、萤石溶解的WO42-和F-随着pH的增加而增加。在Na2SiO3溶液中,Pb2+能促进白钨矿和方解石表面更多的Ca2+溶解至溶液中。Pb2+对白钨矿表面Ca2+溶解效果远大于对方解石表面Ca2+溶解效果。Pb2+促进了萤石中F-的溶解,但抑制了Ca2+溶解;在碱性条件下,萤石表面的定位离子F-浓度增加,不利于阴离子捕收剂在矿物表面作用;Pb2+的加入能增强药剂选择性,从而实现白钨矿、萤石、方解石的高效分离。超声波的空化效应有助于矿物的溶解,当超声功率≥600W时,白钨矿、方解石、萤石溶解的离子浓度均能达到最大值。超声波的空化效应能促进Pb2+包覆的白钨表面Ca2+的溶解,对方解石的溶解影响不大,对在Na2SiO3溶液中萤石表面Ca2+的溶解无明显影响。(2)白钨矿、方解石在NaOH、Na2CO3、Na2SiO3调整剂溶液中的溶解为吸热反应,萤石在NaOH、Na2CO3调整剂溶液中的溶解为吸热反应,而在Na2SiO3溶液中的溶解为放热反应,表明Na2SiO3与萤石发生了强烈的亲和作用。Pb2+会与调整剂中的阴离子反应释放热量,释放的热量随着pH的增加而增加,从而增大了矿物溶解反应的最大反应速率,促进了矿物的溶解。(3)油酸钠及水杨羟肟酸与白钨矿及Pb2+包覆的白钨矿表面、方解石及Pb2+包覆的方解石的作用均为放热反应,而萤石在Na2SiO3溶液溶解后,捕收剂在萤石表面的吸附作用为吸热反应,反应速率较小;萤石被Pb2+包覆后,捕收剂在萤石表面吸附作用的热效应由吸热反应转变为放热反应,且增大了吸附反应速率;油酸钠比水杨羟肟酸更易于在萤石及方解石表面发生吸附反应,水杨羟肟酸比油酸钠更易于在白钨矿表面发生吸附反应;Pb2+的包覆也促进了水杨羟肟酸在白钨矿表面发生吸附作用。
摘要第4-5页
abstract第5-6页
第一章 绪论第11-19页
    1.1 课题背景及意义第11-12页
    1.2 白钨矿与含钙矿物浮选工艺现状第12页
    1.3 Pb~(2+)在浮选中的应用第12-13页
    1.4 白钨矿与含钙矿物的溶解第13-15页
        1.4.1 白钨矿与含钙矿物的难选原因第13-14页
        1.4.2 白钨矿与含钙矿物溶解行为的研究第14-15页
    1.5 超声波在浮选领域的应用第15-17页
        1.5.1 超声波的空化效应第15-16页
        1.5.2 国外超声波预处理的应用现状第16-17页
        1.5.3 国内超声波预处理的应用现状第17页
    1.6 量热学在矿物加工领域的应用第17-18页
    1.7 研究内容第18-19页
第二章 试验材料与研究方法第19-26页
    2.1 试验原料第19页
    2.2 试验设备第19-20页
    2.3 试验方法第20-23页
        2.3.1 白钨矿及Pb~(2+)包覆的白钨矿的合成第20-21页
        2.3.2 萤石及Pb~(2+)包覆的萤石的合成第21页
        2.3.3 方解石及Pb~(2+)包覆的方解石的合成第21-22页
        2.3.4 溶解实验第22页
        2.3.5 微量热实验第22-23页
    2.4 测试及表征方法第23-26页
        2.4.1 Ca~(2+)的测试第23页
        2.4.2 WO_4~(2-)的测试第23-24页
        2.4.3 X射线衍射技术第24页
        2.4.4 F-的测试第24-25页
        2.4.5 扫描电镜分析及电子能谱第25-26页
第三章 白钨矿、萤石、方解石在调整剂溶液中的溶解特性第26-61页
    3.1 白钨矿、萤石、方解石在NaOH溶液中的溶解特性第26-36页
        3.1.1 白钨矿的溶解特性第27-30页
        3.1.2 萤石的溶解特性第30-33页
        3.1.3 方解石的溶解特性第33-36页
    3.2 白钨矿、萤石、方解石在Na_2CO_3溶液中的溶解特性第36-44页
        3.2.1 白钨矿的溶解特性第37-39页
        3.2.2 萤石的溶解特性第39-42页
        3.2.3 方解石的溶解特性第42-44页
    3.3 白钨矿、萤石、方解石在Na_2SiO_3溶液中的溶解特性第44-51页
        3.3.1 白钨矿的溶解特性第44-47页
        3.3.2 萤石的溶解特性第47-50页
        3.3.3 方解石的溶解特性第50-51页
    3.4 白钨矿、萤石、方解石在Na_2CO_3+Na_2SiO_3溶液中的溶解特性第51-59页
        3.4.1 白钨矿的溶解特性第52-54页
        3.4.2 萤石的溶解特性第54-57页
        3.4.3 方解石的溶解特性第57-59页
    3.5 本章小结第59-61页
第四章 白钨矿、萤石、方解石溶解微量热动力学的研究第61-82页
    4.1 白钨矿、萤石、方解石在NaOH溶液中的溶解微量热动力学第61-67页
        4.1.1 白钨矿的溶解微量热动力学第61-64页
        4.1.2 萤石的溶解微量热动力学第64-66页
        4.1.3 方解石的溶解微量热动力学第66-67页
    4.2 白钨矿、萤石、方解石在Na_2CO_3溶液中的溶解微量热动力学第67-71页
        4.2.1 白钨矿的溶解微量热动力学第67-68页
        4.2.2 萤石的溶解微量热动力学第68-70页
        4.2.3 方解石的溶解微量热动力学第70-71页
    4.3 白钨矿、萤石、方解石在Na_2SiO_3溶液中的溶解微量热动力学第71-75页
        4.3.1 白钨矿的溶解微量热动力学第71-72页
        4.3.2 萤石的溶解微量热动力学第72-74页
        4.3.3 方解石的溶解微量热动力学第74-75页
    4.4 白钨矿、萤石、方解石在Na_2CO_3+Na_2SiO_3溶液中的溶解微量热动力学第75-81页
        4.4.1 白钨矿的溶解微量热动力学第76-77页
        4.4.2 萤石的溶解微量热动力学第77-79页
        4.4.3 方解石的溶解微量热动力学第79-81页
    4.5 本章小结第81-82页
第五章 白钨矿、萤石、方解石与油酸钠及水杨羟肟酸作用的微量热动力学的研究第82-97页
    5.1 矿物在NaOH溶液中与捕收剂作用的微量热动力学第82-86页
        5.1.1 白钨矿与捕收剂作用的微量热动力学第82-84页
        5.1.2 萤石与捕收剂作用的微量热动力学第84-85页
        5.1.3 方解石与捕收剂作用的微量热动力学第85-86页
    5.2 矿物在Na_2CO_3溶液中与捕收剂作用的微量热动力学第86-89页
        5.2.1 白钨矿与捕收剂作用的微量热动力学第86-87页
        5.2.2 萤石与捕收剂作用的微量热动力学第87-88页
        5.2.3 方解石与捕收剂作用的微量热动力学第88-89页
    5.3 矿物在Na_2SiO_3溶液中与捕收剂作用的微量热动力学第89-92页
        5.3.1 白钨矿与捕收剂作用的微量热动力学第89-90页
        5.3.2 萤石与捕收剂作用的微量热动力学第90-91页
        5.3.3 方解石与捕收剂作用的微量热动力学第91-92页
    5.4 矿物在Na_2CO_3+Na_2SiO_3溶液中与捕收剂作用的微量热动力学第92-96页
        5.4.1 白钨矿与捕收剂作用的微量热动力学第92-93页
        5.4.2 萤石与捕收剂作用的微量热动力学第93-94页
        5.4.3 方解石与捕收剂作用的微量热动力学第94-96页
    5.5 本章小结第96-97页
第六章 结论第97-98页
参考文献第98-103页
致谢第103-104页
攻读学位期间的研究成果第104-106页
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论文编号ABS4353634,这篇论文共106页
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