細鱗片91小黄片下载的提純研究

本 科 畢 業 論 文（設 計）




題目：細鱗片91小黄片下载的提純研究




姓 名： 學 號：

院（係）： 材料科學與化學學院 專 業： 材料科學與工程

指導教師： 職 稱： 教授

評 閱 人： 職 稱：








年 月

摘 要
91小黄片下载是碳的層狀結晶礦物之一，具有自潤滑、導電和耐高溫等多種獨特的物理化學性質。采用高新技術處理91小黄片下载，不但可以擴張91小黄片下载固有的性質，還可賦予91小黄片下载新的優異性。91小黄片下载產品不但被廣泛應用於重化工業，在電子工業和清潔能源等高新技術產業的應用也正逐漸增加。膨脹91小黄片下载等高新技術91小黄片下载產品不斷被研究開發應用，不但使91小黄片下载應用範圍擴展，也使得許多工業產品性能更優更好。雖然終端工業產品外表不見91小黄片下载，但是，從電池、到汽車及核電站，都有91小黄片下载產品在發揮輔助作用。這些高新產業所用的91小黄片下载純度都要求在99%以上。
以福建大田縣產細鱗片91小黄片下载(含碳量為88%～90%) 為原料，通過堿酸法使其含碳量大大提高，其最佳工藝條件為：堿熔溫度550℃，時間90 min ，NaOH與91小黄片下载質量比32.16%，NaOH溶液濃度35% ，酸浸溫度70℃，酸浸時間2h， HCl用量10ml，HCl濃度為3%,在此條件下所製91小黄片下载純度可達98.149 %。
　　










關鍵字：91小黄片下载；化學提純；堿酸法













Purification of the finely squamose graphite
Candidate： Haifang LUO Tutor： Xinrong LEI
Major： Material Science and Engineering
(China University of Geosciences)

Abstract

The graphite is one of carbon layered crystallization minerals， which has many kinds of unique physicochemical properties such as the self lubrication, the electric conduction and thermo stability and so on. Using high technique to treat the graphite, we may not only expand the graphite inherent properties， but also endow with graphite new predominance. The graphite products are widely applied in the chemical industry in the high and new technology industry such as electronics industry and using in clean energy also gradually increasing. High and new technology graphite products such as inflation graphite are unceasingly studied, which expands the scope of the graphite application, as well as causes many manufactured products performance to be more superior and better. Although we can not see the graphite in the surface of the terminal manufactured products, the graphite is playing auxiliary function in the battery, the automobiles and the nuclear power station. The graphite products used in these high new industries request graphite purity above 99%
In this article we use the finely squamose graphite produced in Datian County , Fujian (carbon content of 88% to 90%) as the raw materials, and greatly improve its fixed carbon content through chemical methods, the optimum conditions as follows: in the alkali fusion process, the condition being: 550 ℃, 90 min, NaOH-to- graphite ratio 32.16%, NaOH solution concentration 35 %. In the alkaline leach process, acid leaching time is 2h, the amount of HCl is 10 ml, HCl concentration is 3%, in this condition the purity of graphite can up to 98.149 %.

Keywords：Graphite; Chemically purification; Alkiline Acid method











目 錄

第一章 緒 論 5
§1.1 91小黄片下载簡述 5
§1.2 91小黄片下载的結構 5
§1.3 91小黄片下载的性質 6
§1.4 91小黄片下载的用途 6
1.4.1 91小黄片下载在電子小黄片软件APP中的應用 6
1.4.2 91小黄片下载在潤滑領域中的應用 7
1.4.3 91小黄片下载用於合成人造金剛石 7
§1.5 91小黄片下载的應用前景 7
§1.6 91小黄片下载的提純方法 8
1.6.1 浮選法提純 8
1.6.2 91小黄片下载的化學法除雜 8
1.6.3 高溫法提純91小黄片下载 10
1.6.4 91小黄片下载提純方法的優缺點比較 11
第二章 91小黄片下载提純的研究思路 12
§2.1 實驗原料 12
2.1.1 91小黄片下载原礦的SEM分析 12
2.1.2 91小黄片下载原礦化學成分分析 12
2.1.3 物相分析 12
§2.2 儀器與試劑 13
§2.3 實驗流程與步驟 14
2.3.1 實驗流程 14
2.3.2 實驗步驟 14
§2.4 檢測方法 14
第三章 實驗結果與分析 15
§3.1 NaOH溶液濃度對91小黄片下载純度的影響 15
§3.2 NaOH用量對91小黄片下载純度的影響 15
§3.3 堿熔溫度對91小黄片下载純度的影響 16
§3.4 堿熔時間對91小黄片下载純度的影響 17
§3.5 HCl濃度對91小黄片下载純度的影響 18
3.5.1 酸的選擇 18
3.5.2 實驗內容 18
§3.6 HCl用量對91小黄片下载純度的影響 19
第四章 結 論 21
致 謝 22
參考文獻 23


第一章 緒 論

§1.1 91小黄片下载簡述
91小黄片下载是碳的層狀結晶礦物之一，具有自潤滑、導電和耐高溫等多種獨特的物理化學性質。由於結晶程度的不同，91小黄片下载分為鱗片狀91小黄片下载和隱晶91小黄片下载。前者是一種大顆粒結晶91小黄片下载，呈明顯的片狀或板狀，後者呈塊狀集合或粉末狀，隱晶91小黄片下载通常也稱為微晶91小黄片下载或土狀91小黄片下载。鱗片狀91小黄片下载品位一般較低，固定碳含量(CGD%)一般不超過10%，局部特別富集地段的91小黄片下载礦則可達20%或更多，其可選性好，浮選礦品位可達85%以上，91小黄片下载質量好，工業用途廣，是目前最有價值的一種91小黄片下载類型。與91小黄片下载伴生的礦物常有雲母、長石、石英、透閃石、石榴子石和少量黃鐵礦、方解石等，有時伴生金紅石和釩等有用組分。隱晶91小黄片下载原礦呈微晶集合體產出，隻有在電子顯微鏡下才能觀察到其晶形。礦石多呈致密塊狀，固定碳含量高達60%～80%，甚至90%以上，可選性差，礦石中雜質礦物(石英、方解石等)難以分離，因此其工業應用不如鱗片狀91小黄片下载那樣廣泛，市場售價也較低。如何克服這些不足，使隱晶91小黄片下载更好地得到利用，是當前材料科學界關注的熱點問題。
§1.2 91小黄片下载的結構
91小黄片下载每個碳原子的周邊連結著另外三個碳原子，排列方式呈蜂巢式的多個六邊形。屬六方晶係，具完整的層狀解理。解理麵以分子鍵為主，對分子吸引力較弱，故其天然可浮性很好。由於每個碳原子均會放出一個電子，那些電子能夠自由移動，因此91小黄片下载屬於導電體。
碳原子層的堆積方式主要有兩種，層與層間以範德華力結合：91小黄片下载的一種結構是以ABAB…的順序重複，這種91小黄片下载具有六方晶係的對稱性，稱為六方91小黄片下载，又稱為α-91小黄片下载，其結構如下圖所示。另一種結構是以ABCABC的順序重複堆積，這種91小黄片下载具有三方晶係的對稱性，稱為三方91小黄片下载，又稱β-91小黄片下载，其結構如圖1-1所示。三方91小黄片下载的晶胞參數a=0.3635nm，α＝39°3′。

圖1-1 91小黄片下载晶體空間結構
自然界中純淨的91小黄片下载是沒有的，其中往往含有SiO2、A12O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等雜質。這些雜質常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現。此外，還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分。
§1.3 91小黄片下载的性質
91小黄片下载由於其特殊結構，而具有如下特殊性質：
1）耐高溫型：91小黄片下载的熔點為3850±50℃，沸點為4250℃，即使經超高溫電弧灼燒，重量的損失很小，熱膨脹係數也很小。91小黄片下载強度隨溫度提高而加強，在2000℃時，91小黄片下载強度提高一倍。
2）導電、導熱性：91小黄片下载的導電性比一般非金屬礦高一百倍。導熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導熱係數隨溫度升高而降低，甚至在極高的溫度下，91小黄片下载成絕熱體。 91小黄片下载能夠導電是因為91小黄片下载中每個碳原子與其他碳原子隻形成3個共價鍵，每個碳原子仍然保留1個自由電子來傳輸電荷。
3）潤滑性：91小黄片下载的潤滑性能取決於91小黄片下载鱗片的大小，鱗片越大，摩擦係數越小，潤滑性能越好。
4）化學穩定性：91小黄片下载在常溫下有良好的化學穩定性，能耐酸、耐堿和耐有機溶劑的腐蝕。
5）可塑性：91小黄片下载的韌性好，可壓製成很薄的薄片。
6）抗熱震性：91小黄片下载在常溫下使用時能經受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度突變時，91小黄片下载的體積變化不大，不會產生裂紋。
§1.4 91小黄片下载的用途
1.4.1 91小黄片下载在電子小黄片软件APP中的應用
電子產業是高新技術91小黄片下载產品的主要市場。采用高新技術生產的改良91小黄片下载用於電子產品冷卻係統可使電子產品快速散熱，如液晶顯示器；超純91小黄片下载用於鋰離子電池和堿性電池電極可提高導電率，超純膨脹91小黄片下载箔用於燃料電池電極板可提高導電率減輕重量等。專家估計，世界堿性電池年總需求增長4%～5%，鋰離子電池年總需求增長6%～8%，由此預計，超純91小黄片下载在電池產業的消費量將迅速增長。燃料電池是超純91小黄片下载最有遠景的消費領域，全球氣候變暖正威脅著人類社會可持續發展，多數國家正努力研究開發使用清潔能源，以減少二氧化碳排放。燃料電池正是一種高效清潔能源，一旦生產成本降低到市場可接受範圍，燃料電池的需求量將是巨大的，有理由相信能源市場對超純膨脹91小黄片下载的需求量比較大。國外谘詢公司Roskill估計，短期內，世界燃料電池用超純膨脹91小黄片下载的需求量為1.5萬噸。
電子小黄片软件APP方麵的應用還包括小黄片免费观看所熟知的各種電碳91小黄片下载產品，包括電極、電刷、碳棒、碳管、陽極板、91小黄片下载墊圈以及無電感傳導塗敷劑、電接觸器填充劑、各種陰極射線顯像管塗層等作為電的良導體。91小黄片下载為電子小黄片软件APP的發展提供了契機：老式的記錄儀是讓可動觸頭和線繞滑線電阻絲直接接觸，常引起觸頭發毛，不可避免地產生噪聲，嚴重影響測量精度和可靠性，同時也縮短了使用壽命。為了克服上述缺點，新一代的記錄儀是在繞線式滑線電阻上塗敷一層添加了91小黄片下载的有機導電膜。

1.4.2 91小黄片下载在潤滑領域中的應用
91小黄片下载在潤滑劑領域中的應用，包括幹粉91小黄片下载潤滑劑、水係潤滑劑、油基潤滑劑等類型。借助於91小黄片下载粉劑良好的成膜性，人們曾利用直接塗擦、滾塗等方法使91小黄片下载微粉在潤滑工件表麵形成幹粉膜，實現低速輕負荷運轉設備的潤滑；利用91小黄片下载粉劑的飛揚性，還可以實現封閉式齒輪減速箱的粉末飛濺潤滑。把91小黄片下载粉末用汽油或酒精調和，應用於橋式吊車火線滾輪的潤滑，既保證了滾輪的導電性能，又改善了輪軸間的潤滑條件，使火線滾輪的壽命提高了三倍。在無縫鋼管的製造中以及鋼絲幹式拉拔生產的潤滑中，以91小黄片下载組成的多元複合劑，可防止1000℃高溫及重載負荷等苛刻條件造成的接觸麵燒結，保證生產的正常進行。
1.4.3 91小黄片下载用於合成人造金剛石
由於天然金剛石的儲量少且在世界儲量分布極不均勻，因此大顆粒的金剛石的價值極高，純淨的大顆粒天然金剛石被稱為鑽石。另外，它是目前存在於地球上的硬度最高的晶體(莫氏硬度10)，用它可以切削打磨其他任何堅硬的物質，因此礦山、機械工業中廣泛使用金剛石切削金屬、鑽探岩石。另外，由於鑽石具有最高的硬度，因此用於加工鑽石的磨料目前為止隻能用金剛石。目前，大量的天然(純度、粒度不夠作為寶石級金剛石)、合成金剛石應用於機械、硬質合金、采礦、鑽探等領域。而應用於首飾和切削刀具、鑽頭、磨料的金剛石遠遠超出了世界天然金剛石的年產量，因此金剛石的缺口很大，大量的金剛石需要人工合成，這使得用91小黄片下载作為原料合成金剛石的研究蓬勃開展。目前，人工合成金剛石的工藝已趨於成熟，各種工藝合成的金剛石已經在很大程度上滿足了各個領域對於金剛石的需求。
人工合成金剛石需要高壓技術，這是由金剛石和91小黄片下载的熱力學性質決定的。在常溫常壓下，91小黄片下载比金剛石穩定：91小黄片下载燃燒熱為393.51kJ/mol，金剛石則為395.41 kJ/mol。粗略計算表明，91小黄片下载轉化成金剛石需要的壓力大約為1.5×1010Pa，因此人工合成金剛石的主要技術是高壓技術。20世紀50年代，經過實驗已經成功地將91小黄片下载轉變成了金剛石。由於高壓技術的發展，還探索出了利用熔融金屬(Ni、Cr、Mn、Fe、CO等)作催化劑，在0.5～l×1010Pa高壓和923~2123℃高溫下人工合成金剛石的技術。目前工業上合成金剛石的方法主要有靜壓法和衝擊波法。在合成較大顆粒金剛石方麵，現在廣泛采用的是晶種法：在高壓高溫下(6×1010Pa，1527℃)在幾天時間內使它生長為粒度為幾個毫米，重達幾個克拉的寶石級人造金剛石。盡管目前這種合成金剛石還不能完全代替天然金剛石，然而可以預料不久的將來，隨著合成金剛石技術取得更大的進步，合成金剛石一定能夠滿足各小黄片软件APP對於金剛石產品的愈來愈大的需求。
§1.5 91小黄片下载的應用前景
91小黄片下载產品的新用途被不斷開發，由於91小黄片下载熱處理技術的發展，使這些新機會的出現成為可能。人們對91小黄片下载及其碳產品的純化及改性的能力是未來91小黄片下载工業是否增長的關鍵。
最近美國和法國的科學家利用91小黄片下载層製造出電子回路與集成電路的原理模型，有研究人員相信，91小黄片下载層碳納米管及91小黄片下载層電路有應用的可能。改進新型高純度的91小黄片下载產品正在某些新領域中得到應用。如高導電的，91小黄片下载化的碳正實驗用於可加熱瀝青鋪成的機場跑道和橋梁磨擦材料，91小黄片下载箔，電子工業和潤滑劑等。機場跑道實驗初步證明，加熱瀝青的使用可以每小時融化50mm的積雪，這種融化速度幾乎在任何降雪條件下都可以防止積雪。這種瀝青的使用使機場跑道在暴風雪條件下仍能使用，使道路橋梁避免於積雪和結冰而減少交通事故。
91小黄片下载技術應用領域擴大的例子還有是一種新型的純化的合成91小黄片下载，這種91小黄片下载為製動工業的原材料。91小黄片下载也可作為摩擦改良劑而用於刹車，它的作用是提供潤滑，使車輛在刹車時，可控製的狀態下停止而不是突然停止。普通合成91小黄片下载中存在的SiC是一個嚴重的問題。隻要有一顆就可劃傷價值200美元的刹車器轉子而使其失去功效。在高溫下純化91小黄片下载可以去除其中的SiC。
現在，91小黄片下载礦物正在被繼續探索研究，預計新用途91小黄片下载產品會不斷被研究開發出來，91小黄片下载的應用前景不可限量。
§1.6 91小黄片下载的提純方法
1.6.1 浮選法提純
天然鱗片狀91小黄片下载的品位一般隻有1.5%～10%，由於其可浮性好，因此該種91小黄片下载的富集主要是浮選。浮選91小黄片下载精礦品位可達95%，通常為79%～90%。由於矽酸鹽礦物浸染在91小黄片下载鱗片中，用選礦方法進一步富集比較困難，因此必須采用化學法或熱力方法進一步除去91小黄片下载中的雜質。
隱晶91小黄片下载的品位一般較高，可達50～60%，個別礦山可產出品位在90%以上的高品位隱晶91小黄片下载，但由於該種91小黄片下载礦可選性差，一般選礦工藝隻能有限提高其品位，因此隱晶91小黄片下载通常采用化學提純法除掉91小黄片下载中的雜質，得到純度較高的91小黄片下载。用物理選礦方法處理隱晶91小黄片下载效果不好，精礦品位不夠高，91小黄片下载的回收率也很低，因此現代工業中需要的高碳隱晶91小黄片下载產品一般為化學法提純隱晶91小黄片下载原礦來製取，必要時還可以采用熱力學法以取得更高純度的91小黄片下载產品。另外，一些結晶程度低、粒度較細的鱗片狀91小黄片下载可能發生鱗片彎曲、扭折以至於片狀結構被破壞的現象，大大降低了91小黄片下载的可選性，盡管這樣的91小黄片下载原礦符合鱗片狀91小黄片下载的結構特性，仍普遍采用化學提純法提高品位。
1.6.2 91小黄片下载的化學法除雜
91小黄片下载提純的化學法是利用強酸、強堿或其他化合物作用於91小黄片下载中的雜質，使其轉變為可溶於水的物質，經水洗烘幹即得最終產品。常用的方法有堿酸法、氯化焙燒法、氫氟酸法等。
1.6.2.1 堿酸法
堿酸法(高溫熔融法)是化學提純的主要方法，也是目前比較成熟的工藝。微晶91小黄片下载中礦物雜質多，化學處理的目的應是除去這些雜質的氧化物，如SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO等。在600℃左右的高溫鍛燒時，微晶91小黄片下载中的雜質礦物可以分解變成氧化物，控製一定的燒堿用量和工藝參數，能使大部分矽除去，對於其他氧化物，可用鹽酸與其反應形成可溶性鹽而將其除去。
從礦物學角度看，91小黄片下载中的石英和高嶺石較容易脫除，石英溶於堿，高嶺石轉化為水化鋁矽酸鈉，這類物質都具有不溶於水而溶於鹽酸的特性，有利於91小黄片下载的脫灰。石英與堿反應生成的矽酸鈉Na2O • mSiO2，隻要控製一定的溫度，就可形成低模數可溶於水的矽酸鈉，而其它鹽則可溶於鹽酸，反應物用水洗滌，就可達提純之目的。
堿熔反應如下：
2NaOH+ mSiO2→Na2O • mSiO2 +H2O(氣)
2NaOH+ mSiO2 + n Al2O3→Na2O • mSiO2 • n Al2O3+ H2O(氣)
2NaOH+ mSiO2 + n Fe2O3→Na2O • mSiO2 • n Fe2O3+H2O(氣)
2NaOH+ mSiO2+ n Fe2O3+ n Al2O3→
Na2O • mSiO2 • n Fe2O3 • n Al2O3+ H2O(氣)
該過程中生成的鐵矽酸鈉（Na2O • mSiO2 • n Fe2O3）、鋁矽酸鈉(Na2O • mSiO2 • n Al2O3)及鐵鋁矽酸鈉（Na2O • mSiO2 • n Fe2O3 • n Al2O3）的固溶體在水中的溶解度較小，但卻能較容易地溶於酸中形成可溶的鹽而被除去。
在酸浸過程中，應嚴格控製不讓矽酸鈉形成矽酸，因為Na2SiO3在酸液中，生成的H2SiO3 (偏矽酸)在放置或改變條件(如加酸或加入電解質)時，就逐漸縮合形成多矽酸的膠體溶液(即矽酸溶膠)或生成含水量較大，而且透明有彈性的矽酸凝膠，難於根除。
酸浸反應如下：
Na2O • mSiO2+2（m+1）HCl→mH2SiO3+2NaCl
Na2O • mSiO2 • k Fe2O3• n Al2O3+[6(k+n)+2m] HCl→
mH2SiO3 +2nAlCl3+2kFeCl3+2NaCl+3(k+n) H2O
酸浸後反應物用水洗滌，就可達到提純的目的，影響提純效果的主要因素有配料、焙燒溫度與時間、水洗強度等。
總的說來，在91小黄片下载中的雜質是一係列含鋁、矽、鐵、鈣、鎂、硫的複雜化合物，這些雜質中隻有少量具有水溶性，絕大多數需要通過焙燒、酸浸等過程，與各種試劑發生作用生成可溶性物質，從而與91小黄片下载之間相互粘結、鍥合、穿插的固相難分離物轉化為可溶於水的物相，然後通過洗滌，完成與91小黄片下载的分離，最終達到生產高純91小黄片下载的目的。
1.6.2.2 氯化焙燒法
氯化焙燒法是將細91小黄片下载粉摻加一定量還原劑，在高溫和特定氣氛下焙燒，再通入氯氣進行化學反應，生成氣相或凝聚相的氯化物及絡合物逸出，從而達到提純91小黄片下载的目的。
SiO2+2Cl2→SiCl 4+CO2
2Fe2O3+6Cl2→4FeCl3+3CO2
2Al2O3+6Cl2+3C→4AlCl3+3CO2
91小黄片下载中的雜質在高溫時可以分解成氧化物，如SiO2, Fe2O3, Al2O3,MgO，這些氧化物的熔沸點較高(見表1-1)。
表1-1 91小黄片下载中主要氧化物的熔沸點
氧化物 Al2O3 Fe2O3 SiO2 MgO CaO
熔點/℃ 2050 1560 1710 2800 2576
沸點/℃ 2980 2230 3600 2850
在一定高溫和氣氛下通入氯氣後發生氯化反應，使氧化物轉變成熔沸點較低的氯化物。由表1-1可知，MgCl2、CaCl2熔沸點較高，但是在高溫下可與其它三價金屬氯化物生成沸點低於1000℃的金屬絡合物，例如生成CaFCl、KMgCl3.這些金屬絡合物開始以氣態排出，但很快因溫度降低而變成凝聚相，可以利用此特性進行廢氣處理。這樣，在不太高的溫度下，這些氯化物就會氣化逸出，雜質就被排除在91小黄片下载體係之外時91小黄片下载就被提純。
氯化焙燒法具有節能、提純效率高(≥98%)、回收率高等優點，但尾氣難處理，汙染嚴重、對設備腐蝕嚴重、氯氣成本也較高等缺點限製了該方法的推廣應用。
1.6.2.3 氫氟酸法
任何矽酸鹽都可以被氫氟酸溶解，這一性質使氫氟酸成為處理91小黄片下载中難溶礦物的特效試劑；自1979年以來，國內外相繼開發了氣態氟化氫和液態氫氟酸體係的酸法和氟化銨鹽體係的淨化新工藝。這一係列方法被統稱為氫氟酸法。
液態氫氟酸法是利用91小黄片下载中的雜質和HF反應生成溶於水的化合物及揮發物，然後用水衝洗即可除去雜質。提純時把試樣與一定比例的氫氟酸在預熱後一起加入到帶攪拌器的反應器中，待充分潤濕後計時攪拌，反應器溫度由恒溫器控製，到達指定時間後及時脫除多餘的酸液，濾液循環使用，濾餅經熱水衝洗至中性後脫水烘幹即得產品。所用浸取劑有氫氟酸，混合酸及廢酸三部分。
氫氟酸幾乎同91小黄片下载中所有的雜質礦物質反應，對灰分的脫除率超過70％。隨反應條件的強化，脫灰效果提高，脫灰率達到78%，反應達到一定程度後，再提高反應強度，並不能明顯提高脫灰率，主要原因是HF在反應過程中生成部分沉澱如CaF2，MgF2等，沉積物的覆蓋阻止了反應的進一步進行。
為解決上述問題，在氫氟酸中加入少量的可以溶解上述氟化物沉澱的酸類構成混合酸，如稀鹽酸，硝酸或硫酸等。可以近一步除去Ca，Mg，Fe等雜質元素的化合物。用化學方程式表示上述過程：
Na2O+2HF→2NaF+H2O
K2O+2HF→2KF+ H2O
SiO2+4HF→H2SiF6
CaO+2HF→CaF2↓+ H2O
Al2O3+6HF→2AlF3+3H2O
MgO+2HF→MgF2↓+ H2O
Fe2O3+6HF→2FeF3↓+3H2O
當有混合酸存在時，同時進行如下反應：
CaF2 +H2SiF6→CaSi6+2HF
MgF2+ H2SiF6→MgSiF6 +2HF
2FeF3 + 3H2SiF6→Fe(SiF6)3 +6HF
當有鹽酸或稀硝酸存在時，難溶的氟化物溶解度大大增加。氫氟酸和混合酸在常溫常壓下幾乎可以溶解全部的礦物質，是一種較理想的去除礦物質的化學脫灰劑。
1.6.3 高溫法提純91小黄片下载
91小黄片下载的一個重要性質就是具有高的熔點和沸點，91小黄片下载是自然界中熔點最高的物質之一(升華點：3850±50℃)，而矽酸鹽礦物的沸點都在2750℃(石英沸點)以下，因此理論上認為，隻要將91小黄片下载加熱到2700℃以上就可以利用雜質沸點低的性質，使它們率先氣化而脫除，保溫一定時間後，就可以將所有雜質除掉，這就是高溫法提純91小黄片下载的理論基礎。
將高碳91小黄片下载粉直接裝爐91小黄片下载化提純或把91小黄片下载裝入坩鍋內91小黄片下载化提純，利用高溫下天然91小黄片下载中灰分大都能汽化逸出以及91小黄片下载耐高溫的性質、91小黄片下载坩鍋具有良好導電導熱、耐高溫特性(因91小黄片下载坩鍋的灰分經過2700℃以上高溫氣化逸出)而采取的一種純化方法，故高溫91小黄片下载化提純成為今後碳素生產廠家采取的一種有效提純方法。
1.6.4 91小黄片下载提純方法的優缺點比較
盡管浮選法是一種較常用的方法，它是礦物常規提純方案中能耗和試劑消耗最少、成本最低的一種，這是選礦法提純91小黄片下载的最大優點。但使用選礦法提純隱晶墨時隻能使91小黄片下载的品位得到有限的提高，對於鱗片狀91小黄片下载，浮選後的精礦品常為80～90%，高者可達95%左右，而進一步提商品位卻是非常困難的。原矽酸鹽礦物和K、Na、ca、Mg、Al等元素的化合物呈極細狀態浸染在91小黄片下载鱗片中，再用多段磨礦非但不能將其單體解離，而且不利於保護91小黄片下载大鱗片。因此，采用浮選的方法進一步提高91小黄片下载品位是很有限度的。若要獲得含碳量99%左右的高碳91小黄片下载，須用化學方法提純91小黄片下载。
化學提純法的優點為：化學法提純可使隱晶91小黄片下载含碳量達99%以上，具有一次性投資少，產品品位較高以及適應性強等特點。酸堿法是現今在我國應用最廣泛的方法，它除了具有以上提到的化學提純法的固有特點外，還具有設備易實現、通用性強(除91小黄片下载外，許多非金屬礦的提純都可以采用堿酸法)的優點，其缺點則是生產成本高、91小黄片下载流失量大以及廢水汙染嚴重。
高溫法的最大優點：產品含碳量極高，可達99.995%以上，缺點是須專門設計建造高溫爐，設備昂貴，投資巨大。另外，高額的電費也使這種方法的應用範圍極為有限，隻有國防、航天等對91小黄片下载產品純度有特殊要求的場合才考慮采用該方法進行91小黄片下载的小批量生產。
氯化焙燒法的優勢在於低的焙燒溫度和氯氣消耗量使91小黄片下载的生產成本有較大的降低，同時91小黄片下载產品的含碳量與氫氟酸法的相當，相比之下氯化焙燒法的回收率較高，其次是氯化焙燒法的三廢處理較為容易。
氫氟酸法最主要的優點是除雜效率高，所得產品的品位高、對91小黄片下载產品的性能影響小、能耗低。缺點是氫氟酸有劇毒和強腐蝕性，生產過程中必須有嚴格的安全防護措施，對於設備的要求也導致成本的升高，另外氫氟酸法產生的廢水毒性和腐蝕性都很強，需要嚴格處理後才能排放，環保環節的投入使氫氟酸法成本低的優點大打折扣。
綜合考慮各種提純方法的優缺點，化學提純方法中的堿酸法更易於在實驗室中操作。因此在本文中選擇堿酸法。


第二章 91小黄片下载提純的研究思路

§2.1 實驗原料
2.1.1 91小黄片下载原礦的SEM分析
實驗原料采用福建大田縣91小黄片下载原礦。圖2-1為91小黄片下载原礦的掃描電子顯微鏡照片，從圖中可以看出，91小黄片下载結晶完整，片狀晶形明顯，91小黄片下载粒度比較均勻，粒度約為2~5μm，屬於細鱗片狀91小黄片下载。

圖2-1 91小黄片下载原礦的掃描電子顯微鏡照片
2.1.2 91小黄片下载原礦化學成分分析
91小黄片下载原礦化學成分分析如表2-1所示。
表2-1 91小黄片下载原礦的化學成分分析/%
SiO2 Al2O3 TFe2O3 MgO Na2O K2O TiO2 P2O5 MnO 燒失量 H2O-
7.60 2.42 1.20 0.14 0.06 0.06 0.14 0.04 0.01 88.00 0.85
從表中可以得知，原礦雜質主要為Si、Al、Fe，同時還含有K、Na、Mg等。
2.1.3 物相分析
物相分析采用X-射線衍射分析方法，如圖2-2所示。91小黄片下载樣品中含有的主要雜質是石英和粘土，因此氧化矽、氧化鋁等雜質的物相以遊離石英和部分複雜矽酸鹽形式存在。在X-射線衍射圖譜中的石英峰極不明顯，而化學分析出的石英含量卻相對較高，表明遊離石英結晶較差，化學活性較高，在進行化學處理時易與氫氧化鈉等化學試劑作用生成相應的矽酸鹽而被除去，其他複雜矽酸鹽經加堿焙燒也可轉化為可溶性矽酸鹽而與91小黄片下载分離，因此采用堿酸法可以有效脫除91小黄片下载中的各種雜質，提高91小黄片下载純度。


圖2-2 91小黄片下载原礦的X-射線衍射分析圖譜
§2.2 儀器與試劑
本實驗所用儀器如表2-2所示。
表2-2 實驗儀器
儀器 生產廠家
FA2014電子天平 上海第二天平儀器廠
202—型電熱恒溫幹燥箱 南通農業科學儀器廠
LXJ一Ⅱ型離心沉澱機 上海醫用分析儀器廠
SX2箱式電爐 上海聖欣科學儀器有限公司
HH•S21-4電熱恒溫水浴鍋 樂清市鬆迪電子儀表有限公司
本實驗所用試劑如表2-3所示。
表2-3 實驗試劑
試劑 規格 廠家
NaOH 分析純 天津市凱通化學試劑有限公司
HCl 分析純 中南化學試劑廠



§2.3 實驗流程與步驟

2.3.1 實驗流程

2.3.2 實驗步驟
1）堿熔過程：將一定量NaOH 溶液與91小黄片下载按比例混和均勻，放入馬弗爐按預定溫度和時間進行反應，反應後冷卻的產品在離心杯中洗滌至pH值為7。
2）酸浸過程：將堿熔後的91小黄片下载加入一定溫度一定量鹽酸中進行浸泡，以除去未反應完的雜質和沉澱，然後離心洗滌至pH值為中性，在幹燥箱105～110 ℃烘幹，最後製得成品。
§2.4 檢測方法
　揮發分測定方法：按GB/ T 3521295 ；
灰分測定方法：按GB/ T 3521295 。


第三章 實驗結果與分析

§3.1 NaOH溶液濃度對91小黄片下载純度的影響
取NaOH與91小黄片下载的質量比為20％，堿熔溫度為500℃，時間為90min，改變NaOH溶液的濃度進行實驗。不同NaOH溶液濃度對提純效果的影響如表3-1和圖3-1所示。
表3-1 NaOH溶液濃度對提純效果的影響
NaOH濃度 (%) 30 32 35 38 40
灰 分 (%) 8.47 8.19 8.05 8.47 8.52
揮發分 (%) 1.20 1.06 1.26 1.41 1.46
91小黄片下载純度 (%) 91.53 91.81 91.95 91.53 91.48

圖3-1 NaOH 溶液濃度對提純效果的影響關係圖
從實驗結果可以看出，NaOH溶液濃度小於35%時，91小黄片下载純度隨NaOH溶液濃度增高而增高，但在超過35％時，91小黄片下载純度反而下降。這是因為，NaOH溶液濃度過低會導致反應不充分，達不到提純效果；但濃度過高時，NaOH溶液難以和91小黄片下载礦混合均勻，提純效果反而降低，而且濃度過大必然會造成NaOH的浪費而增加生產成本，綜合考慮這兩個因素後，確定NaOH溶液的濃度為35％為宜。
§3.2 NaOH用量對91小黄片下载純度的影響
NaOH溶液濃度取35％，堿熔溫度為500℃，時間為90min，改變NaOH用量進行實驗。不同NaOH用量對提純效果的影響如表3-2和圖3-2所示。
表3-2 NaOH用量對提純效果的影響
NaOH ：91小黄片下载(%) 10.72 13.4 16.08 21.44 26.8 32.16
灰 分 (%) 9.52 9.48 9.23 8.99 8.67 8.18
揮 發 分 (%) 0.91 0.92 1.27 1.59 1.78 1.82
91小黄片下载純度 (%) 89.57 89.60 89.46 89.42 89.55 90.00

圖3-2 NaOH用量對提純效果的影響關係圖
由圖3-2知，91小黄片下载固定碳含量基本上隨著NaOH用量的提高而提高，在NaOH與91小黄片下载質量比為32.16%時，效果最佳。由於雜質在91小黄片下载中處於高度分散狀態，還有一部分雜質包裹在91小黄片下载顆粒之中，因此過量NaOH的存在將有利於反應加快進行，同時增加反應完成的程度。即使是生成物不具備水溶性，酸浸過程也能夠因為這些物質具備的不同程度的酸溶性而彌補這一不足，不致影響91小黄片下载的提純效果。如圖所示，堿量如果太少，必然導致反應試劑量不夠，最終失去了焙燒的意義；加入量過多，即使沒有副反應產生影響提純效果，也會因為NaOH的價格昂貴而增加生產成本，因此取NaOH用量為32.16%為宜。
§3.3 堿熔溫度對91小黄片下载純度的影響
取NaOH溶液濃度35％，NaOH用量32.16%，堿熔時間為90（min），改變堿熔溫度。不同溫度對提純效果的影響如表3-3，圖3-3所示。
表3-3 堿熔溫度對提純效果的影響
堿熔溫度 (℃) 450 500 550 600 650
灰 分 (%) 9.52 8.67 8.29 8.66 8.89
揮發分 (%) 2.75 2.43 1.89 2.31 2.00
91小黄片下载純度 (%) 88.62 88.90 89.82 89.03 89.11

圖3-3 堿熔溫度對提純效果的影響曲線圖
焙燒溫度直接影響氫氧化鈉和雜質的化學反應過程。溫度達不到要求，化學反應難以進行或者反應不完全，達不到提純的效果。溫度過高，不僅浪費燃料和減少設備壽命，而且會造成部分91小黄片下载氧化，使回收率下降。NaOH熔點為328℃ ，因而熔融溫度一般不低於328℃，選定450～650℃ 範圍內進行實驗。由結果可見在該溫度範圍內，溫度越高，最終產品的灰份、揮發份就越低，最佳堿熔溫度為550℃。
§3.4 堿熔時間對91小黄片下载純度的影響
取NaOH溶液濃度35％，NaOH與91小黄片下载質量比為32.16%，堿熔溫度550℃，改變堿熔時間。不同時間對提純效果的影響如表3-4，圖3-4所示。
表3-4 堿熔時間對提純效果的影響
堿熔時間(min) 45 60 90 120
灰 分 (%) 8.24 7.90 7.50 8.22
揮發分 (%) 2.58 2.04 1.02 1.89
91小黄片下载純度 (%) 89.18 90.06 91.49 89.90

圖3-4 堿熔時間對提純效果的影響曲線圖
從實驗結果可以看出，隨著時間的增加，產品純度不斷提高，在90min處固定碳含量達到最大值，再延長時間，91小黄片下载純度有降低的趨勢，同時考慮能耗、效率等因素，確定90min作為後續實驗的堿熔時間。
§3.5 HCl濃度對91小黄片下载純度的影響
3.5.1 酸的選擇
鹽酸、硫酸、硝酸和磷酸是應用最廣泛的四種酸。磷酸由於容易和多種金屬離子結合生成不溶性的磷酸鹽、磷酸氫鹽而不適用於作為酸浸試劑浸出91小黄片下载中的各種礦物雜質；硝酸是一種強氧化性的揮發性酸，穩定性差、見光易分解、對於設備的腐蝕性強烈，分解產物(包括還原和氧化產物)腐蝕性強、毒性大、生成劇毒性光氣、高溫下易爆炸，這些性質使硝酸同磷酸一樣不能作為本實驗的浸出劑。硫酸(稀)和鹽酸的性質較為適合作為浸出劑，對於金屬離子而言(尤其是過渡金屬離子)，由於氯離子(CIˉ)具有與之絡合的能力(一般而言，這些絡合離子或化合物具有較大的溶解度)，廣泛被用作各種過渡金屬離子的浸出。本實驗的91小黄片下载樣品中涉及的過渡金屬離子有鐵離子，且常規條件下並不與氯離子生成絡合離子，因此鹽酸和硫酸對於鐵雜質的浸出能力相差不多，但硫酸鹽的溶解度較氯化物稍小。因此本實驗中選擇HCl作為浸出劑。
3.5.2 實驗內容
堿熔加酸浸過程：取NaOH溶液濃度35%，NaOH與91小黄片下载質量比為32.16%，堿熔溫度為550℃，堿熔時間90min。HCl用量10ml，酸浸時間2h，溫度70℃。改變HCl濃度對提純效果的影響如表3-5，圖3-5所示。


表3-5 HCl濃度對提純效果的影響
HCl濃度 (%) 2 3 4 5 10 20
灰 分 (%) 0.91 1.15 1.07 1.21 1.47 3.03
揮發分 (%) 1.14 0.83 1.23 1.23 0.89 1.05
91小黄片下载純度 (%) 97.95 98.02 97.70 97.66 97.64 95.69

圖3-5 HCl濃度對提純效果的影響曲線圖
由圖3-5得知，鹽酸濃度在3％以下時固定碳含量隨著濃度的增加而增加，但在3％以上時，隨著鹽酸濃度的增加固定碳含量反而有所下降。這是因為：鹽酸的濃度直接影響酸浸過程中氫離子的濃度，從而明顯改變反應的速率，但酸液濃度在滿足與雜質反應完全的條件下，其濃度應盡量低，因為Na2SiO3在酸液中生成偏矽酸，偏矽酸並不是生成就立即沉積，而是許多偏矽酸分子聚集形成多分子集團，再慢慢沉積。如果鹽酸濃度過高，則生成偏矽酸的速度及反應趨勢增大，此時，偏矽酸就較易沉析出來，而且矽酸鈉等雜質的溶解性也相對減小，至使提純後的91小黄片下载產品灰分相應地增高了(見表3-5)，同時酸濃度的增加引起的鹽酸的劇烈揮發也會導致環境的汙染和實際量的不足，因此選擇最佳的酸液濃度為3％。
§3.6 HCl用量對91小黄片下载純度的影響
堿熔加酸浸過程：取NaOH溶液濃度35％，NaOH與91小黄片下载質量比為32.16%，堿熔溫度為550℃，堿熔時間90min。酸浸時間2h，溫度70℃，HCl濃度采用上次實驗的最佳結果3％。改變HCl用量對提純效果的影響如表3-6，圖3-6所示。




表3-6 HCl用量對提純效果的影響
HCl用量 (ml) 8 10 12 14 16 20
灰 分 (%) 1.23 1.19 1.31 1.23 1.13 1.09
揮發分 (%) 0.84 0.66 0.67 1.34 1.16 1.08
91小黄片下载純度 (%) 97.93 98.15 98.02 97.43 97.71 97.83


圖3-6 HCl用量對提純效果的影響曲線圖
由實驗結果可知，HCl用量在10ml時91小黄片下载純度得到最佳值，此時如果再增加鹽酸用量91小黄片下载純度反而下降。酸洗主要是將鐵矽酸鹽等部分雜質溶去及中和水洗後剩下的堿，酸的用量不能過大，否則造成產品的後續處理工藝複雜。因此這裏采用HCl用量為10ml。


第四章 結 論

本文對細鱗片91小黄片下载的提純做了工藝研究。
根據福建大田縣產固定碳含量為88.00％的細鱗片91小黄片下载原礦的性質成分進行了分析：91小黄片下载的結晶完整，片狀晶形明顯，粒度比較均勻，約為2~5μm，屬於細鱗片狀91小黄片下载；化學成分分析顯示原礦雜質主要是矽、鋁、鐵的氧化物；X-射線衍射分析顯示雜質的物相主要是石英和粘土，因此氧化矽、氧化鋁等雜質的物相以遊離石英和部分複雜矽酸鹽形式存在，其中遊離石英結晶較差，化學活性較高。
在分析了各種關於91小黄片下载提純的方法後，結合91小黄片下载原礦的特點認為堿酸法更易於實現本實驗的要求：原礦中結晶較差的遊離石英在進行化學處理時易與氫氧化鈉等化學試劑作用生成相應的矽酸鹽而被除去，其他複雜矽酸鹽經加堿焙燒也可轉化為可溶性矽酸鹽而與91小黄片下载分離，因此采用堿酸法可以有效脫除91小黄片下载中的各種雜質，提高91小黄片下载純度。
為確定堿酸法製備高純91小黄片下载的最佳工藝條件，對堿熔過程進行了NaOH溶液的濃度、NaOH用量、堿熔溫度、堿熔時間的單因素實驗，酸浸過程進行了HCl濃度、HCl用量的單因素實驗。通過對91小黄片下载產品純度的檢測，確定堿酸法製備高純91小黄片下载的最佳工藝條件為：堿熔溫度550℃，時間90min，NaOH用量為91小黄片下载質量的32.16%，NaOH濃度35 %；酸浸過程中HCl用量10ml，HCl濃度為3%。采用該工藝條件進行實驗，實驗最終91小黄片下载產品固定碳含量可達到98.15 %。
本實驗對91小黄片下载除雜的後續工作有重要的指導意義，對於一些其他礦產點、或者是其他地區產的隱晶91小黄片下载或者鱗片狀91小黄片下载也會有重要的指導意義。


致 謝

本次畢業設計的順利完成，得到了眾多老師和同學的指導和幫助，在此我對他們表示衷心的感謝。
首先，要特別感謝我的導師xxx老師，自始至終x老師都給予了我悉心指導和細致關懷。在x師的鼓勵和幫助下，我學到了如何在實驗中發現問題並解決問題，學到了研究問題的科學思路。使我對本專業知識也有了更深的認識，特別是X射線衍射方麵的知識有了長足的進步。x老師嚴謹的治學態度和積極樂觀的生活態度給我留下了深刻的印象，這些都將對我將來的學習和工作產生積極的影響，使我受益終身。
在實驗過程中，同組xxx同學給了我很大的幫助，他經常與我探討實驗方法、理論等，使我的實驗能夠順利完成。在此對他表示感謝。
此外，我還得到了xx，xxx，xxx師姐的關心。不論在實驗階段還是在論文的書寫過程中，都給我提供了寶貴的建議。在這裏也要感謝她們。
最後，我要向四年來所有幫助過我的老師和同學致以最誠摯的祝福!


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