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你可能喜欢碳酸钡中锶的浮选及浮选柱柱动力学影响因素的研究--《江南大学》2012年硕士论文
碳酸钡中锶的浮选及浮选柱柱动力学影响因素的研究
【摘要】：本论文工作在前人以及本实验室前期工作的基础上,以锶的噻吩甲酰三氟丙酮-甲基异丁基甲酮(HTTA-MIBK)浮选体系为基础,从浮选布气直至气泡进入有机相,探讨了现有模型中相关因素的影响。研究认为,气体的分布以及产生气泡的均一性是影响浮选的因素之一;其次,除了热力学及动力学因素之外,气泡在柱中运行路径是影响浮选的重要因素;最后,被捕集物在气泡表面的物理吸附受温度的影响,导致温度在一定程度上影响浮选效率的大小。
研究工作首先建立了浮选锶的HTTA-MIBK浮选体系。Sr~(2+)与HTTA形成螯合物,然后附着在上升的气泡表面被浮选。论文考察了捕集剂的选择及用量、有机溶剂的选择及用量、pH、空气流量、浮选时间以及静置时间对该体系浮选效果的影响。浮选锶的最优条件是:0.008 mol/L HTTA为捕集剂;MIBK为有机溶剂,体积为20mL;最适宜的pH为8.0;空气流量为25mL/浮选时间15min。本论文还就直接测定有机相中的锶含量优化了相关测定条件:乙炔流量为1000mL/min,燃烧器高度为17mm,狭缝宽度为0.4mm,灯电流保持仪器默认值。
以上述锶的浮选体系为基础,首先研究了浮选柱布气以及气泡均一性对浮选的影响。结果表明,当V(气室)/V(浮选柱)在0.2～0.4时,浮选效果最好,也最有利于浮选操作的进行,在其它相同浮选条件下具有较高的浮选效率。其次,通过改变柱长以及柱型,采用内径为球形的球型柱,考查了在其它同等浮选条件下,气泡在浮选中的运行路径对浮选的影响。适当延长柱长或采用球形型,都具有较高的浮选率。最后,考虑了浮选机理,被捕集组分在气泡表面一般为物理吸附,温度对浮选的影响,采用带夹套浮选柱进行试验。结果证实,改变浮选温度对浮选效果会产生明显的影响。因此,对于溶剂浮选,均匀的气体分布以及均一的气泡是影响浮选率高低的因素之一。较大气室的存在不仅能使气流在到达砂芯板前有一个缓冲作用,砂芯板受压均匀,而且布气也较为均匀、气泡均一,同时可以在一定程度上减少“边缘效应”的产生。气泡在浮选柱中的运行路径以及气泡的兼并作用也是影响浮选效果的重要因素。在一定的高度范围内,浮选率ε∝λH,其中,H代表浮选柱高度;λ代表气泡运动路径。温度降低有利于溶剂浮选的效率提高。因此,这些因素的研究可以为柱结构以及今后柱结构的进一步改进提供一定的依据。
本论文最后对碳酸钡中的锶进行了测定。试验消除了大量钡所带来的基体效应。试验还比较了普通浮选柱和带气室的球型浮选柱的浮选结果。结果表明,用带气室的球型浮选柱浮选效果好,浮选率提高了4.2~5.5%。
【关键词】：
【学位授予单位】：江南大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：O614.232【目录】：
摘要3-4ABSTRACT4-6目录6-9第一章 绪论9-19 1.1 浮选分离法概述9-10
1.1.1 浮选法简介9
1.1.2 浮选分离的机理9
1.1.3 浮选分离的装置9-10 1.2 浮选柱及其应用10-11
1.2.1 浮选柱的发展10
1.2.2 浮选柱的结构10
1.2.3 浮选法的应用10-11 1.3 浮选柱的类型11-14
1.3.1 工业选矿浮选柱11-13
1.3.2 化学浮选浮选柱13-14 1.4 浮选柱的改进14
1.4.1 发泡方式的改进14
1.4.2 几何形状的改进14
1.4.3 高度的改进14
1.4.4 直径的改进14 1.5 浮选柱动力学及模型的研究14-16 1.6 碳酸钡及其测定方法16-17
1.6.1 概述16
1.6.2 碳酸钡的主要理化指标及锶、钙的测定16-17 1.7 课题研究的主要内容17-19第二章 锶的HTTA-MIBK 浮选体系的研究19-33 2.1 引言19 2.2 仪器与试剂19-20
2.2.1 试验仪器及装置19-20
2.2.2 试验试剂20 2.3 溶液的配制及试验方法20-21
2.3.1 溶液的制备20
2.3.2 试验方法20
2.3.3 水相中锶标准曲线20-21 2.4 锶浮选体系的确定21-27
2.4.1 捕集剂对锶浮选的影响21-22
2.4.2 有机溶剂对锶浮选的影响22-23
2.4.3 2-噻吩甲酰三氟丙酮（HTTA）的浓度对锶浮选的影响23
2.4.4 甲基异丁基甲酮的体积对锶浮选的影响23-24
2.4.5 水相酸度对锶浮选的影响24-25
2.4.6 浮选时间对锶浮选的影响25
2.4.7 空气流量对锶浮选的影响25-26
2.4.8 静置时间对锶浮选的影响26
2.4.9 正交试验26-27 2.5 原子吸收测定条件的选择27-31
2.5.1 FAAS 测定锶的仪器默认条件28
2.5.2 试验方法28
2.5.3 测定条件的选择28-30
2.5.4 正交试验30-31 2.6 有机相中锶的标准曲线31-32 2.7 本章小结32-33第三章 浮选柱浮选动力学因素对浮选的影响33-51 3.1 引言33 3.2 试验试剂与仪器33-34
3.2.1 试验试剂33-34
3.2.2 试验仪器34 3.3 试验方法34
3.3.1 试验方法34
3.3.2 浮选率的计算方法34 3.4 气泡分布及均一性对浮选的影响34-39
3.4.1 空气流量对气泡分布的影响34-37
3.4.2 气室的影响37
3.4.3 气室-空气流量的影响37-39
3.4.4 V（浮选柱）/V（气室）对浮选的影响39 3.5 气泡的运动路径对浮选的影响39-43
3.5.1 直型柱高度40-41
3.5.2 浮选柱的柱型41-43
3.5.3 结论43 3.6 温度对浮选的影响43-44 3.7 有机相对浮选的影响44-47
3.7.1 浮选次数和萃取次数对浮选的影响45
3.7.2 有机相体积对浮选和萃取的影响45-46
3.7.3 气泡在有机相中对浮选的影响46-47 3.8 浮选柱上部细管对浮选的影响47-48 3.9 本章小结48-51第四章 碳酸钡中锶的检测51-57 4.1 引言51 4.2 试剂与仪器51
4.2.1 试验材料51
4.2.2 试验仪器51 4.3 试验方法51-52
4.3.1 溶液的配制51-52
4.3.2 样品的处理52 4.4 试验结果与讨论52-54
4.4.1 沉淀剂对钡干扰的消除52
4.4.2 pH 对锶钡分离的影响52-53
4.4.3 温度对锶钡共沉淀的影响53
4.4.4 回归方程、线性范围53-54 4.5 碳酸钡样品测定及方法比较54-55
4.5.1 碳酸钡处理方法比较54
4.5.2 不同浮选柱测定结果比较54-55 4.7 本章小结55-57第五章 结论与展望57-59 5.1 结论57-58 5.2 展望58-59致谢59-61参考文献61-64附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文64
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充填式浮选柱流体流动的研究
用直径为0.382m的有机玻璃塔模拟充填式浮选柱的捕集区,以ZnCl水溶液为示踪剂,通过脉冲示踪技术和在线电导分析的方法,分别对塔内装有250X、250Y、350Y型规整填料以及未装填料时的液相二维混合特性和气含率进行了实验研究,讨论了它们随气速、液速的变化情况,对比了各种填料之间的差别,还定性地讨论了起泡剂对气含率和返混系数的影响情况.建立了充填式浮选柱的二维混合模型,探讨了返混系数、轴向液速、捕集速率常数以及轴向气、液速沿径向的分布对浮选柱捕集区的回收率的影响.结果表明,轴向返混越小、捕集速率常数越大、轴向液速越小则回收率越大;轴向气、液流速沿径向的分布越均匀越好气速的不均匀分布将对回收率造成较大影响;增大径向返混系数有助于提高回收率.通过实验研究和理论分析,指出250Y型填料是几种填料中浮选效果最好的填料,并提出了进一步的研究发展方向.
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