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以锰结核氨浸渣为主要原料制备介孔玻璃工艺研究

熊鹰  
【摘要】: 氨浸渣是大洋锰结核经氨浸工艺提取Co、Ni、Cu等有价金属后的粉末状固体残渣,如果不能及时合理地被利用,长期堆放不仅需要大笔维护费用,而且占用大量土地,还会造成环境污染。如果能用氨浸渣为原料,生产介孔玻璃,就能够变废为宝,还可解决环境污染问题。因此,研究以氨浸渣为主要原料制备介孔玻璃的工艺具有潜在的社会与经济效益。 本文首次以大洋锰结核氨浸渣、石英砂、硼砂为原料,采用熔融-熔离-溶解法成功制备了介孔玻璃。玻璃组成位于Na_2O-B_2O_3-SiO_2三元系相图的分相区内,熔融实验温度控制在1250℃~1300℃,恒温时间60min~120min。熔离温度控制在450℃~600℃,恒温480min~1440min。溶解实验分别选择盐酸和硫酸为溶解介质,浓度为0.2mol/L、0.4mol/L和0.6mol/L,溶解温度为70℃和90℃。研究表明,当原料配比为氨浸渣60.0%,石英砂33.5%,硼砂6.5%;熔融温度1250℃;恒温时间120min可以制成不含结晶体颜色均匀的玻璃。研究对比了熔离温度和熔离时间对介孔玻璃性能的影响发现,熔离温度为500℃,熔离时间1440min,可制得孔径比较均匀的介孔玻璃。此外还研究了,溶解介质酸的种类、酸的浓度、溶解温度和溶解时间对样品酸溶率的影响发现,制备介孔玻璃的优化酸溶条件:盐酸的浓度为0.6 mol/L,溶解时间2h,溶解温度90℃。制得样品的孔性能参数为:比表面积18.65m~2/g,平均孔径5.643nm,孔容积0.024ml/g。初步进行了以大洋锰结核氨浸渣、石英砂、硼砂为原料,采用熔融-熔离-溶解法制备介孔玻璃的经济技术评价。本项研究为大洋锰结核氨浸渣的合理利用提供了新的途径和关键技术参数。


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