扎布耶盐湖卤水的等温蒸发结晶和超声升温结晶过程研究

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1、万方数据中图分类号!鱼!13：2UDC31硕士学位论文学校代码密级10533扎布耶盐湖卤水的等温蒸发结晶和超声升温结晶过程研究StudyontheIsothemalEVaporationC巧stallizationandU1trasonicHeatingC拶stallizationofZabuyeSaltLakeBrine作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：论文答辩日期肖丽华材料科学与工程材料学材料科学与工程易丹青教授如I牛·口I一答辩委员会主席中南大学二。一四年五月万方数据学位论文原创性声明本人郑重声

2、明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：：餐亟生日期：业年三月卫日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印

3、件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：二盥导师签名盥万方数据中南大学硕士学位论文摘要扎布耶盐湖卤水的等温蒸发结晶与超声升温结晶过程研究摘要：本文以西藏地区扎布耶盐湖卤水为研究对象，重点研究了卤水的等温蒸发结晶行为和超声升温结晶行为。采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP—AES)等化学分析方法，分析了液相和固相的化学组成；采用XIm分析了结晶产物的物相组成；采用扫描电子

4、显微镜、激光粒度仪等手段研究了结晶产物的形态；考察了在不同结晶条件下，各种元素的富集及其矿物盐的析出规律；考察了超声波对卤水升温结晶热力学和动力学的影响，并对碳酸锂的析出行为做了重点研究。主要结论如下：(1)20℃等温蒸发结晶(即A组)过程中，矿物盐析出路线为：NaCl(石盐)、KCl(钾石盐)、K3Na(S04)2(钾芒硝)和Na3H(C03)2·2H20(天然碱)，而．20℃冷冻后20℃等温蒸发结晶(即B组)的矿物盐析出路线为：NaCl(石盐)、KCl(钾石盐)和K3Na(S04)2(钾芒硝)。两种条件下所得结晶盐主要

5、表现为四种晶体形态：立方状、板条状、柱状和放射状。A、B组的结晶路线均与理论上Na+、K+／／C1‘、C032-、S042-．H20五元介稳相图(25℃)结晶路线有较大差别。(2)在A、B组样品的结晶试验中，锂的富集和析出效果均较差，说明低温蒸发状态下难以集中析出锂盐。钾的富集效果分散，集中在蒸发中后期析出。A组中硼的析出阶段集中在蒸发中期，而B组中始终没有硼的析出。(3)研究了扎布耶盐湖卤水的升温结晶行为，并考察了外加超声场对结晶过程的影响，结果表明超声波对扎布耶盐湖卤水升温结晶动力学的影响十分显著，外加超声明显缩短成核

6、诱导期。当超声频率为40kHz、功率为60W，升温区间为40℃～70℃时，成核诱导期缩短了70．4％。(4)通过热力学计算得出，在有无超声场作用下：晶体生长方式分别为二维扩散型生长和连续型生长；形核级数分别为0．16和O．2；界面张力值分别为0．34×10‘3N．m‘1和O．377×10‘3N．m．1．卤水在超声场作用下结晶，其临界形核功和临界形核半径均比无超声情况时要小。(5)超声波能够提高结晶产物混盐中碳酸锂的纯度。随超声时间的延长，碳酸锂纯度不断提高，在15min时达到93．21叭．％，而在作用30min后，纯度反而

7、下降。说明超声升温结晶方法对提取高纯度碳酸锂非常有效。图48幅，表20个，参考文献129篇。关键词：盐湖卤水；碳酸锂；等温蒸发；超声结晶：结晶热力学；结晶动力学分类号：TGll3．2万方数据中南大学硕士学位论文ABSTRACTStudyontheIsOthermalEVaporatiOnCrystallizatiOnandUltrasOnicHeatingCrvstaUizationofZabuveSaltLakeBrineABSTRACT：T11ispapertal【esthebrineofZabuVesaltlal(e

8、ofTibetareaasresearchobjectiona11dmainlyfocusesonstudyingtheisothe咖aleVaporationcrystallizationandultrasonicheatingcrystallizationbehaviorofthebrine．Che