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辉钼矿超声电氧化分解新工艺的研究

专 业: 化学工艺
关键词: 辉钼矿 焙烧工艺 资源利用 电氧化工艺 清洁生产 企业竞争力 超声波技术 分解工艺
分类号: TQ420.65
形 态: 共 51 页 约 33,405 个字 约 1.598 M内容
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内容摘要


由于辉钼矿的焙烧氧化工艺存在着资源利用率低、金属综合回收率不高、释放的二氧化硫气体污染环境等弊端,而全湿法分解工艺操作条件苛刻、氧化剂消耗量大、运输困难、成本高,因此研究新的分解辉钼矿的分解方法势在必行。

超声电氧化工艺就是以电氧化工艺为研究对象,将超声波外场强化与矿物的电氧化分解工艺有机结合,以求从根本上解决现存工艺的弊端,实现企业的清洁生产和提升企业的综合竞争能力。

通过对电氧化工艺的机理以及试验研究的基础上,发现了电氧化工艺钼浸出率和电解电流效率低的原因:

电极表面生成的惰性膜阻滞了反应的进行。

而超声波产生微射流能削弱或减弱边界层,加大传质速度,破坏或溶解矿物表面的钝化膜和阻力膜,使矿物表面裸露出来,扩大反应界面。

提出采用复合外场(电场+超声场)的方法来强化产物与浸出剂等的扩散、剥离、快速化学溶解或氧化来破坏惰性膜,促进辉钼矿电氧化浸出过程中电化学反应的顺畅进行。

以石磨做电极用单因素试验和正交试验考察了电解质浓度、液固比、pn值和电解电压、电解时间对超声电氧化工艺的影响,得到了超声电氧化工艺分解辉钼矿的最佳工艺条件:

在超声波作用方式为每隔15min发射3min、电解质NaCl浓度为20%、矿浆初始pH为10、电解电压为3.5V、矿浆液固比L\S为50、电解温度为25℃的条件下Mo浸出率和电解电流效率分别为:

91.9%和191.8%。

经试验研究发现石墨电极存在着能耗大、易损坏等弊端,因此对电解槽体系进行了设计与优化,优化后的电极以DSA做阳极,不锈钢做阴极,并在新的电解体系下对超声电氧化工艺条件作了进一步的试验研究,电压由3.5伏降低到了3.0伏,钼的浸出率由91.9%上升到了94.2%,电流效率上升到了196.5%。

另外,本文阐述了超声波对电氧化过程的影响以及电流效率高的原因:

超声空化作用能进一步分散矿浆,增加液固反应的活性中心,使电解产生的NaClO的利用效率增加;在超声场作用下,覆盖的硫膜极易被剥离,最终被电解产生的强氧化剂--NaClO所氧化而进入水相;矿浆中的溶解氧可以作为氧化剂参与辉钼矿的分解浸出过程;矿浆中矿物颗粒与阳极的碰撞可以导致辉钼矿的直接阳极氧化;超声空化产生强氧化性的羟基自由基(-OH,φ0=2.8v)直接参与氧化分解MoS2(超声波有能量的给予,计算电流效率时未考虑了超声波电耗的消耗),同时提出了超声波作用下的反应机理..……

全文目录


文摘
英文文摘
前言
第一章 文献综述
1.1辉钼矿的性质、用途
1.2辉钼矿的分解工艺
1.2.1焙烧氧化工艺
1.2.2辉钼矿的全湿法分解工艺
1.3论文的研究思想
第二章 实验药剂、仪器及研究方法
2.1实验原料
2.2实验试剂
2.3试验设备
2.4 Mo的分析方法
2.5钼的浸出率和电流效率的计算
第三章 电氧化工艺分解辉钼矿的机理讨论及实验研究
3.1食盐水溶液电解的理论基础
3.1.1阳极平衡电极电位的计算
3.1.2阴极平衡电极电位的计算
3.1.3次氯酸钠的性质
3.2电氧化工艺的试验研究
3.2.1电氧化工艺的试验流程及实验操作
3.2.2电氧化工艺的实验结果以及各因素的影响规律
3.3影响电氧化过程效率的主要因素
3.3.1生成元素硫的理论分析
3.3.2 Mo-S-H20系的E-pH图分析
3.3.3抑制元素硫生成的途径
3.4本章小结
第四章 超声电氧化工艺分解辉钼矿
4.1超声波对电化学过程的作用
4.2.超声电氧化工艺的初步实验
4.2.1超声电氧化工艺的试验装置
4.2.2超声电氧化工艺的正交试验研究
4.2.3超声电氧化工艺初步试验结果与讨论
4.3超声电氧化工艺与电氧化工艺的比较
4.4超声电氧化工艺的优化
4.4.1超声电氧化工艺电解装置的优化
4.4.2超声电氧化工艺条件的优化
4.5超声电氧化分解辉钼矿的机理
4.5.1辉钼矿直接阳极氧化的研究
4.5.2超声电氧化工艺电流效率较大的原因
4.5.3超声电氧化浸出过程的化学反应
4.6本章小结
第五章 结论与展望
参考文献

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中图分类: > TQ420.65 > 工业技术 > 化学工业 > 试剂与纯化学品的生产 > 一般性问题

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