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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,氧化铝赤泥提取二氧化钛的研究,指导老,师：,专业班级：,学 生：,2011,年,6,月,17,日,报告内容,课题提出背景,硫酸浸出赤泥渣的实验研究,实验结果与分析,浸出动力学分析,结论,一、课题提出背景,1.,赤泥的产生及利用现状,赤泥的产生,赤泥的危害,赤泥的综合利用,一、课题提出背景,2.,二氧化钛的性质及其应用范围,二氧化钛的性质,TiO,2,+2H,2,SO,4,Ti(SO,4,)+2H,2,O,TiO,2,+H,2,SO,4,TiOSO,4,+H,2,O,TiO,2,十,2Cl,2,+2C TiC
2、l,4,+2CO,二氧化钛的应用,一、课题提出背景,3.,二氧化钛的生产方法与工艺,硫酸法,FeTiO,3,十,2H,2,SO,4,TiOSO,4,十,FeSO,4,十,2H,2,O,TiOSO,4,十,H,2,OTiO,2,十,H,2,SO,4,氯化法,2FeTiO,3,十,7Cl,2,十,3C2TiCl,4,十,2FeCl,3,十,3CO,2,TiCl,4,十,O,2,TiO,2,十,2Cl,2,一、课题提出背景,表,2-1,氧化铝赤泥的化学成分,成分,Al,2,O,3,SiO,2,CaO,Fe,2,O,3,Na,2,O,REO,Nd,2,O,3,Sc,2,O,3,TiO,2,Nb,2,O
3、,5,V,2,O,5,灼减,含量,%,23.52,16.70,16.11,9.20,6.28,0.17,0.022,0.016,4.80,0.047,0.043,12.15,4.,拜耳法氧化铝赤泥及其盐酸浸出渣的化学,成分测定,一、课题提出背景,表,2-2,氧化铝赤泥渣的主要成分及含量,成分,氧化铝,氧化钙,二氧化硅,总稀土,氧化钛,灼减,含量,%,13.84,5.58,34.46,0.16,4.77,25.65,从表,2-1,、,2-2,可以看出氧化铝赤泥中,Sc,2,O,3,、,TiO,2,、,Nb,2,O,5,均达到了工业平均经济品位。,一、课题提出背景,钛在赤泥中主要以钙钛矿、锐钛矿的
4、形式存在。,图,2-1,拜耳法赤泥的,X,射线衍射图,二、硫酸浸出赤泥渣的实验研究,实验流程如图：,二、硫酸浸出赤泥渣的实验研究,实验装置示意图：,二、硫酸浸出赤泥渣的实验研究,表,3-1,正交实验因素及水平,水平,温度,（,）,时间,（,min,）,硫酸浓度,（,mol/L,）,液固比,（,mL,：,g,）,1,90,40,6,3,2,120,80,9,4,3,150,120,12,5,4,180,160,18,6,三、实验结果与分析,表,4-1,实验结果,序号,温度（）,浓度（,mol/L,）,时间（,min,）,液固比,（,ml,：,g,）,二氧化钛浸出率（,%,）,1,90,6,40,
5、3,80.80%,2,90,9,80,4,68.02%,3,90,12,120,5,79.63%,4,90,18,160,6,63.93%,5,120,6,80,5,71.98%,6,120,9,40,6,91.45%,7,120,12,160,3,80.94%,8,120,18,120,4,48.72%,9,150,6,120,6,78.49%,10,150,9,160,5,92.41%,11,150,12,40,4,84.92%,12,150,18,80,3,35.85%,13,180,6,160,4,80.02%,14,180,9,120,3,15.59%,15,180,12,80,6,
6、75.65%,16,180,18,40,5,16.07%,三、实验结果与分析,温度,浓度,时间,液固比,73.09%,77.82%,68.31%,53.30%,73.27%,66.87%,62.87%,70.42%,72.92%,80.28%,55.61%,65.02%,46.83%,41.14%,79.33%,77.38%,26.44%,39.14%,23.72%,24.09%,为,i,因素,j,水平的水平平均值；,为,i,因素的极差；即,i,因素的全部水平平均值中，最大值与最小值之差。,三、实验结果与分析,四、浸出动力学分析,假设液一固相间的反应是由表面向中心发展。浸出完成之前，在颗粒中心
7、有未反应核。,1,、硫酸通过扩散层向渣粒表面扩散,(,外扩散,),；,2,、硫酸进一步扩散通过固体膜,(,内扩散,),；,3,、硫酸与渣粒发生化学反应，与此同时亦伴随有吸附或解吸过程；,4,、生成的不溶产物使固体膜增厚，而生成的可溶性物质通过固体膜扩散,(,内扩散,),；,5,、生成的可溶性产物扩散到溶液中,(,外扩散,),。,四、浸出动力学分析,硫酸浸出赤泥渣,的过程示意图,四、浸出动力学分析,设浸出过程的浸出反应为,aA(s)+bB(ap)=cC(s)+dD(aq),则浸出速度可用下式表示,浸出速率受浸出剂外扩散阻力、浸出剂内扩散阻力、化学反应阻力以及生成物向外扩散阻力的影响,。,结论,拜
8、耳法赤泥中含有较高的二氧化钛，其质量百分含量约为,4.80,，达到了工业平均经济品位，具有利用价值。,确定了影响二氧化钛浸出率的各因素的主次顺序，得到浸出二氧化钛的最优化方案为：当反应温度为,120,，浸出剂硫酸浓度为,12 mol/L,，反应时间为,160min,，液固比为,6:1,时，二氧化钛的浸出率最高，几乎可以完全被浸出,。,通过动力学分析得出硫酸浸出赤泥渣中的二氧化钛其反应速率主要受硫酸外扩散阻力、硫酸内扩散阻力、化学反应阻力以及生成物向外扩散阻力的影响。主要影响因素有硫酸浓度、浸出温度、液固比、搅拌强度、赤泥粒度。,致谢,感谢王克勤老师和王皓老师的精心指导，两位老师严谨的治学态度、废寝忘食的工作精神深深感染了我，必将使我终身受益。借此，我谨向两位老师致以最诚挚的谢意。,感谢答辩委员会的各位老师，抽出宝贵时间审阅论文。,感谢硕士研究生邓海霞师姐和朱国海师兄的热心帮助，在此我表示衷心的感谢。,感谢材料学院各位老师和同学的帮助。,此外，感谢山西开兴赤泥开发有限公司的支持。,太原理工大学,谢谢！,恳请各位老师批评指正,
氧化铝赤泥提取二氧化钛的研究
