微波法提取煤矸石中钛的工艺研究.pdf

《微波法提取煤矸石中钛的工艺研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第38卷第3期煤炭转化Vo1．38NO．32015年7月COALC0NVERs10NJu1．2015微波法提取煤矸石中钛的工艺研究刘成龙D夏举佩’彭健。周新涛摘要以贵州某地煤矸石为原料，经机械活化，在微波条件下进行酸浸提取煤矸石中的钛，探讨了酸矸比、微波功率、微波加热时间和溶解温度等因素对煤矸石中钛的提取率的影响，并以单因素实验和正交设计实验进行工艺优化．结果表明，微波提取的最佳工艺条件为：酸矸比1．5，微波功率800W，微波加热时间90min，溶解温度75℃，此工艺条件下，钛的提取率达到79．85．

2、用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPs)和扫描电镜(SEM)对样品结构进行了表征，酸浸产物主要是以Ti(S0)2的形式存在．关键词微波提取，正交设计，煤矸石，钛中图分类号TD849．5原理使其具有加热速度快、加热均匀、节能高效、便0引言于控制、无污染和选择性加热等特点．[13]目前，已有一些用微波法提取天然植物的文献报道[1]，但采煤矸石是煤炭生产和加工过程中产生的固体废用微波法从煤矸石中提取有价金属元素的工艺报道弃物，其主要矿物成分是SiO和Al。O。，伴生有极少．本研究以煤矸石为原料，在

3、微波条件下，研究Fe2o3，TiOz，CaO，MgO，MnO2，K2O及微量稀有元不同因素对煤矸石中钛的提取率的影响，以期为煤素Ga，V，Co等，其组成含量与煤的形成过程和周矸石的综合利用提供理论依据．‘边地质构成有关．El-aJ堆积大量的煤矸石不仅会占用1实验部分土地，而且会对环境造成恶劣的影响．E4-s3目前我国对煤矸石的综合利用途径主要有煤矸石发电或供1．1试剂及仪器热，沸腾炉燃料，煤矸石复垦及回填矿井采空区，用作路基填筑物以及制砖、水泥、轻骨料、砌块等建主要实验设备有三洋EM一208MS1微波

4、炉、恒材_6]，此外还可以生产化工产品．在煤矸石制备化工温磁力搅拌器、X射线衍射仪(布鲁克D8)、X射线产品的研究中，主要针对其组成含量选择不同工艺，光电子能谱(岛津Amicus)、扫描电镜(日立$4800)如采用烧结法用铝质矸石生产氧化铝[7；酸法生产等；药品和试剂主要有硫酸(98，质量分数)、盐酸铝盐或聚合盐作水处理剂[8]，酸渣回收硅[g；或单独(36，质量分数)、二安替吡啉甲烷(AR)和抗坏血从煤矸石中回收钒和镓等稀有元素．Elo3煤矸石作为酸(AR)等．一种伴生矿，用传统工艺提取化工产品能耗

5、高，同时1．2原料还会产生比煤矸石更为严重的污染源，因此，煤矸石制备化工产品必须采用绿色环保工艺进行．煤矸石实验采用贵州某矿区煤矸石为原料，原料化学酸浸提取酸溶物，碱溶酸浸渣回收硅是综合利用煤组分委托云南省冶金研究院分析测试中心分析测矸石的基本方法．谷立轩等[1采用湿法酸浸提取试，其结果见第83页表1．由表1可知，Alo。含量酸溶物，加热方式采用电加热套或水浴锅，获得了较约为21％，Fe。O约为159／6，TiO。约为4．5％，为典高的铝、铁、镁等溶出率，但钛的溶出率则较低．本研型的高铁低铝高钛煤矸石

6、．究拟采用微波加热方式，探讨微波加热下煤矸石中利用X射线衍射仪对该煤矸石进行了XRD分钛溶出率的影响因素．由于微波不同于传统加热的析，结果见第83页图1．由图1可以看出，煤矸石中*贵州省“十二五”科技攻关项目(黔科合201271022)．1)硕士生；2)副教授；3)讲师，昆明理工大学化学工程学院，650500昆明收稿日期：2o14—02—25；修回日期：2o14—05—08第3期刘成龙等微波法提取煤矸石中钛的工艺研究83主要矿物有石英、高岭石、多水高岭石碳酸盐和二氧波电磁场的交变而排列取向，产生大量的

7、类似摩擦化钛等--’-热，这些含水和极性有效成分在微波场中大量吸收表1煤矸石的主要化学成分(％)热量，内部产生热效应，温度升高，从而使体系的酸TableiMainchemicalcompositionOfgangue()浸反应可以更加完全地进行．So2A12O3FezO3TiO2CaOMgOSMnOther51．7521．0915．194．492．432．150．090．072．74A·-·SiO，20(】0AB_MnCOlC—FeCO31500—AlioXOH)6三、lE—AiO4(OH)62H20

8、1o00l卜O2．1—_KAlsi308GIFU[CIIE5o0。。．q—打苗图2酸矸比对钛提取率的影响2，(。)Fig．2Effectofliquid—solidratioontheyieldoftitanium图1煤矸石x衍射谱2．1．2微波功率对钛提取率的影响Fig．1XRDpatternsofgangue以30g干基煤矸石为原料，在酸矸比1．5，微波96、96、rd一1．3实验方法辐射时间6Omin，溶解温度90℃条件下，考察不同舳；2∞∞加帅"