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《中国科学院大学(中国科学院青海盐湖研究所)》 2017年
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十二烷基吗啉与氯化钠、氯化钾及光卤石表面作用机理

权朝明  
【摘要】:本论文在对钾盐开发现状特别是盐湖浮选制备钾盐的工艺及浮选机理进行文献分析的基础上,通过多种仪器分析结合静态吸附、浮选实验以及前人工作对反浮选-冷结晶法制备钾盐工艺中的浮选剂十二烷基吗啉(DMP)的基本性质、与盐湖常见无机盐的相互作用机理以及浮选机制进行了深入研究。1.通过扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)、X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、气相色谱质谱联用(GC-MS)等仪器分析手段对工业级DMP的主要成分进行了分析。结果表明:工业级DMP主要包含两部分,固体部分是合成过程的催化剂颗粒,液相主要是目标产物DMP,另外包括少量的反应副产物以及原料中杂质。2.通过研究建立了直接测定水溶液中工业级DMP浓度的紫外-可见分光光度法,该方法简单迅速,温度(20-60℃)、溶液酸碱度(p H=0.62-4.32)对测定基本无影响;K+、Na+、Mg2+浓度在0-0.6 mol/L范围内对测定基本无影响。CO32-、HCO3-、Cl-、Br-、I-、SO42-等对测定基本无影响。该方法检出限为0.3 mmol/L,相对标准偏差(RSD)在0.100%-0.612%之间,加标回收率在95%-104%之间。3.通过表面张力法测定了DMP在不同种类、不同浓度盐湖主要无机盐溶液中以及不同pH条件下水溶液的表面张力,并计算得出了其临界胶束浓度(CMC)。结果表明:溶液p H值增大,DMP的CMC减小;无机盐阳离子浓度越大,CMC越小;无机盐阳离子价态越高,CMC越小。机理分析表明,无机盐阳离子对CMC值的影响不仅和水合阳离子对DMP离子端基的屏蔽作用有关,而且受阳离子的“盐析效应”影响。4.通过静态吸附法研究了DMP在不同无机盐表面的吸附行为,并考察了无机盐粒度、DMP初始浓度对吸附行为的影响。结果表明,几种典型无机盐对DMP的吸附作用强弱顺序为:NaC lKCl光卤石。NaC l粒度越小,DMP的初始浓度越大,NaCl对DMP的吸附量越大。KCl的粒度和DMP的初始浓度对KCl与DMP之间吸附行为几乎没有影响。红外光谱分析表明,DMP与KCl、NaCl颗粒之间不存在化学吸附作用。5.通过浮选实验考察了DMP在不同体系中对不同无机盐的捕收行为规律,并初步探索了超声预处理对捕收行为的影响。结果表明,在单盐及其饱和溶液中DMP对NaCl的捕收效果最佳,对KCl有一定的捕收效果,对光卤石没有捕收作用。在光卤石/NaCl-饱和氯化镁实际浮选体系中DMP对NaCl、KCl的捕收效果均有所降低。超声波处理无机盐颗粒后,其表面粗糙程度增加,DMP对NaC l、KC l的捕收效果也有所增加。
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院青海盐湖研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TS396.1

【参考文献】
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