堿熔分解硅酸鋯的機(jī)理研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，如何高效率、低成本的處理鋯礦以滿足鋯需求量的增加顯得尤為重要。堿熔法是從硅酸鹽礦物中提取有價(jià)金屬的有效手段之一，且日益受到人們的關(guān)注。為了高效地從天然鋯礦中提取鋯，有必要對鋯英石在不同堿處理環(huán)境下硅鋯分離反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行更深入的研究，在本文研究了ZrSiO4在不同堿熔融體系中的轉(zhuǎn)化行為及轉(zhuǎn)化機(jī)理，從而為堿熔融法處理鋯英砂高效分離硅鋯提供理論依據(jù)。
　　論文主要取得以下研究結(jié)果:
　　(1)通過差熱—熱重法研究

2、ZrSiO4在不同堿熔條件下的反應(yīng)過程，結(jié)果表明在ZrSiO4堿熔反應(yīng)中存在持續(xù)失重現(xiàn)象，說明在NaOH和KOH體系中將有水釋放，在Na2CO3體系中有CO2放出。
　　(2) XRD分析表明反應(yīng)中間產(chǎn)物和最終的物相與堿的強(qiáng)度有關(guān)，NaOH熔融中間產(chǎn)物為Na2SiO3，一種鏈狀(Q2)硅酸鹽;隨著反應(yīng)進(jìn)行，橋氧鍵被堿破壞，最終產(chǎn)物為島狀的Na4SiO4和鋯酸鹽;KOH熔融產(chǎn)物為層狀(Q3)硅酸鹽K2Si2O5和K4ZrO4。Na2

3、CO3熔融產(chǎn)物為Na2ZrSiO5，一種孤島狀(Q0)的硅酸鹽，其很難再與熔融Na2CO3作用而實(shí)現(xiàn)硅鋯的完全分離。
　　(3)紅外光譜分析表明在NaOH和KOH的堿熔融反應(yīng)體系中，ZrSiO4中島狀結(jié)構(gòu)的硅氧四面體遭到破壞，部分Si-Onb斷裂，失去氧的硅氧四面體通過羥基化脫水縮合的反應(yīng)模式形成橋氧，而在Na2CO3體系中同樣堿料比條件下Zr-O-Si不能完全破壞，產(chǎn)物仍為島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽。
　　(4) XPS分析表明在堿熔