一、DISSOCIATION EQUILIBRIA OF CRYOLITE IN NaF-AIF_3（论文文献综述）
刘爱民[1]（2018）在《混合氧化物及月壤仿真样提取金属和制备氧气》文中认为未来人类将在月球建立基地开发资源或以月球为前沿哨所探索火星,而在月球上开展活动,人类维持生命需要氧气,能源供给将以太阳能为主,需要太阳能级多晶硅Si,基地建设需要Al、Fe和Ti等金属结构材料。由于地球与月球之间的运输成本非常昂贵,因此全靠地球输送难以为继。如果能将月球上丰富的矿产资源（主要是月壤）进行原位开发利用制备金属和氧气,将具有非常重要的意义。论文选用与月壤性质和组成相似的粉煤灰、火山岩和月壤仿真样为原料,以冰晶石为熔盐介质,采用铝热还原-熔盐电解的方法,原位制备金属和氧气。通过研究,得到如下结论。（1）在980℃的52.7%NaF-47.3%AlF3熔盐中铝热还原SiO2,可得到Al-Si合金（其中w[Si]为8.56%）以及富Al2O3的冰晶石熔盐。以铁镍质量比为56:44的56%Fe-44%Ni合金为阳极,在960℃下电解分离后的富Al2O3的冰晶石熔盐,阴极产物中w[Al]和w[Si]分别为94.01%和5.55%,阳极产物为O2,整个铝热还原-熔盐电解SiO2实验过程Si的回收率为83.43%。（2）以石墨为阳极,在960℃的52.7%NaF-47.3%AlF3熔盐中电解SiO2时,当阳极电流密度从0.5A/cm2增大到0.9A/cm2,阴极产物中w[Si]从0.75%增大到15.17%,电流效率从2.58%增大到38.06%。以56%Fe-44%Ni合金为阳极在960℃的52.7%NaF-47.3%AlF3熔盐中电解SiO2时,阴极产物的物相组成为Al、Si和Al-Si合金,产物中Al元素和Si元素分布均匀。当SiO2的添加量从2%增大到6%时,产物中w[Si]从3.19%增大到19.86%,电流效率从12.43%增大到70.48%。（3）粉煤灰中的Al6Si2O13、Fe2O3和TiO2与铝发生热还原反应的表观活化能E和反应级数n分别为EAl-Si-O=89.38kJ/mol,nAl-Si-O=2.4;EFe-O=73.77kJ/mol,nFe-O=1.4;ETi-O=380.16kJ/mol,nTi-O=0.9。铝热还原粉煤灰是受化学反应控制的非均相反应。在1300℃下用铝热还原粉煤灰得到的产物含有Al2O3、Al6Si2O13、Al和Si;在1500℃下还原时,产物含有Al2O3和Al-Si合金,Al-Si合金中w[Al]和w[Si]分别为86.81%和 13.19%。（4）将粉煤灰溶解在960℃的50.3%NaF-43.3%AlF3-4.0%CaF2熔盐中并进行循环伏安扫描,发现Si（Ⅳ）在-1.05V（vs.Pt）电位下被还原成Si（Ⅱ）;在比-1.18V更负的电位下,金属Al和Si发生共沉积。电解粉煤灰的阴极产物中w[Al]、w[Si]、w[Fe]和 w[Ti]分别为 65.57%～75.93%、14.91%～19.76%、1.74%～6.09%和1.06%～8.42%。当阳极电流密度为0.9A/cm2时,电流效率达到最大值40.7%。（5）在960℃的52.7%NaF-47.3%AlF3熔盐中进行铝热还原粉煤灰,当反应时间从1h延长到4h时,合金产物中w[Si]从4.43%增加到7.47%。当还原剂倍数从1增大到5时,合金产物中w[Si]从10.50%下降到1.97%。当铝还原剂用量为理论量的3倍时,粉煤灰中金属Si、Fe和Ti的回收率分别为84.59%、78.51%和84.15%。其反应机理为:粉煤灰和金属Al均溶解于熔盐中,粉煤灰溶解后形成Si2O76-、Si2O5F24-、TiOFx2-x和AlFeOF94-等络合离子,金属Al溶解后形成金属Al雾（Al0、AlF或者AlF2-）;当金属Al雾与各络合离子接触时,发生铝热还原反应,生成金属（Si、Fe和Ti）和Al2O3,其中Al2O3溶解于熔盐;由于金属与熔盐存在密度差,金属最终沉到电解槽底部并形成Al基合金。用56%Fe-44%Ni合金阳极电解铝热还原的另一产物富Al2O3的熔盐,阴极产物中w[Al]为97.94%～99.43%,阳极产物中O2的体积分数为96.83%,电解过程的阴极电流效率为62.24%。（6）将火山岩溶解在960℃的52.7%NaF-47.3%AlF3熔盐中并进行循环伏安扫描,发现Si（Ⅳ）在-1.05V（vs.Pt）电位下被还原成Si（Ⅱ）;在比-1.18V更负的电位下,金属Al和Si发生共沉积。Si（Ⅳ）离子在钨丝电极上的电化学还原受扩散控制,其扩散系数为2.0×10-6cm2/s。以金属Al液为阴极,在阳极电流密度为0.9A/cm2的条件下电解4h得到的阴极产物中w[Al]、w[Si]、w[Fe]和w[Ti]分别为90.5%、4.4%、1.9%和0.2%,其主要物相组成为Al、Si和Al5FeSi。（7）以吉林省辉南县的火山渣和玄武岩为主要原料,研制出NEU-1月壤仿真样,其主要物相组成为钙长石、辉石和橄榄石,中值粒径为177.56μm,粒度分布符合真实月壤的上下限级配曲线。将NEU-1月壤仿真样溶解在960℃的52.7%NaF-47.3%AlF3熔盐并进行循环伏安扫描,发现阳离子的还原顺序为Ti、Si、Al和Na;熔盐中Ti（Ⅳ）的电化学还原分三步进行,Si（Ⅳ）的电化学还原分两步进行,在比-1.35V（vs.Pt）更负的电位下发生金属A1和Si的共沉积。以56%Fe-44%Ni合金为阳极,在960℃的52.7%NaF-47.3%AlF3熔盐中电解NEU-1月壤仿真样,阴极产物中 w[Al]、w[Si]、w[Fe]和 w[Ti]分别为 56.70%、40.80%、2.25%和 0.25%,其主要物相组成为金属Al和Si。电解稳定时（0.5～1h）在阳极收集到的气体中O2的体积分数为97.10%,阳极电流效率为61.17%。
何金桂[2]（2017）在《氟碳铈矿资源化利用新技术的理论与实验研究》文中研究指明稀土元素在改造传统产业和发展新兴产业中具有重要作用,也是国家不可再生的重要战略资源。氟碳铈矿是目前己知的最重要的稀土矿物之一,是轻稀土的最主要原料来源,因此,研究氟碳铈矿的分解冶炼工艺对于稀土工业尤为重要。氟碳铈矿是氟与稀土的共伴生矿,由于氟极强的电负性与配位性,严重影响稀土的分离提纯过程,相应的资源与环境问题也不断凸显。“氧化焙烧-硫酸浸出-溶剂萃取”工艺是氟碳铈矿综合利用程度最高的工艺,但是由于氟的存在,会产生一系列如第三相、资源浪费和环境污染等问题,从而阻碍了该工艺的发展。本文在“氧化焙烧-硫酸浸出-溶剂萃取”工艺的基础上,以氟和稀土的高效利用为目标,开展了含氟硫酸稀土溶液的物理化学性质以及氟与稀土的分离回收的理论与实践等基础研究,以期为氟与稀土的高效、低耗、环保的分离提纯新工艺技术的开发和应用提供理论基础,在氟碳铈矿的资源化利用新技术方面具有重要的理论价值和实际意义。首先,研究了 HDEHP/HEHEHP 萃取（Ce4+-H2SO4）和 Ce4+-F--H2SO4)体系的界面性质,采用Szyzkowski等温式和Polynomial等温式拟合界面张力数据,计算得出不同条件下的最大吸附超量Γmax、界面饱和时体相中萃取剂的最小浓度Cmin、饱和吸附时分子界面积Ai等界面吸附参数,从而为Ce4+和F-的萃取过程以及第三相的形成提供一定的理论依据。结果表明:HDEHP的界面活性高于HEHEHP,F-离子的引入可增大界面活性,提高萃取容量。研究了 Ce（SO4）2-H2SO4-H2O 和 Ce（SO4）2-HF-H2SO4-H2O 溶液体系的物理化学性质,测定了溶液的密度、折光率、电导率等物化参数,拟合得到其与电解质浓度和温度的关系式,计算了溶液的表观摩尔体积;采用电动势法,利用pH玻璃电极和Hg/Hg2SO4电极组成可逆电池测定了溶液中H2SO4的活度系数,采用Pitzer相互作用模型对实验数据进行拟合,获得了 Pizter离子相互作用参数,进一步计算得到Ce（SO4）2+和CeF22+离子的活度系数以及溶液的渗透系数。结果表明:Ce（SO4）2-H2SO4-H2O和Ce（SO4）2-HF-H2SO4-H2O体系的密度和折光率均与电解质浓度成正比,与温度成反比;Ce（SO4）2-H2SO4-H2O体系的电导率与电解质浓度和温度呈多元非线性关系,F-与Ce4+发生络合使溶液电导率减小;硫酸溶液中CeF22+的活度系数要高于Ce（SO4）2+,表明F-的引入有利于Ce4+的萃取。以Al3+、B3+、Zr4+等与氟具有强配位性的离子为氟络合剂,采用氟离子选择性电极法研究其在硫酸溶液中与氟的配位化学,确定各级累积稳定常数;探讨其在F-Ce-B、F-Ce-Al和F-Ce-Zr硫酸溶液中与氟的络合机理,确定在氟络合离子存在下,稀土以自由离子状态存在的条件,为采用氟络合剂分离氟与稀土提供理论依据。结果表明:Ce-F和B-F体系可形成四配位的络合物,而Al-F和Zr-F体系可形成六配位数的络合物,B-F体系的稳定常数要高于Ce-F体系,且Al-F和Zr-F体系高配位数的络合常数远高于Ce-F体系;采用电位滴定法研究了硫酸介质中[CeFx]4-x和[BFy]3-y的络合机理,确定F-与Ce4+以[CeF2]2+络合离子形式存在,B3+能够夺取[CeF2]2+中的F-生成BF4-;采用电导滴定法研究了 F-Ce-Al体系的络合情况,在n（F-）/n（Al3+）低于2时,低配位数的氟铝络合物较不稳定,硫酸介质中可形成多种配位数的氟铝络合物,氟铝的配位数与溶液中氟离子浓度和n（F-）/n（Al3+）有关;开展了水合氧化锆在含氟硫酸稀土溶液中吸附除氟的探索性研究,经Raman、FT-IR及XPS研究表明氧化锆吸附氟的机理是与表面的—OH发生离子交换,氟和铈的吸附量随溶液pH值增大而增大,最佳pH为0.3～0.6;n（F-）/n（Ce4+）较低时铈的损失率大;氟的初始浓度过高不利于吸附;伴生的三价稀土离子对吸附没有影响。以含铝化合物为抑氟剂,对氟碳铈矿进行络合焙烧,采用热分析法研究氟碳铈矿热分解动力学机理;通过硫酸浸出提取氟和稀土,考察了焙烧温度、焙烧时间、n（Al3+）/n（F-）、硫酸浓度、浸出温度、浸出时间等因素对氟与稀土浸出率的影响;采用溶剂萃取分离氟与稀土,通过合成冰晶石对氟铝进行资源化利用。结果表明:以Al（OH）3为焙烧助剂可有效促进氟碳铈矿的分解,热分解反应级数为0.82,分解活化能为265.463kJ/mol;络合焙烧-硫酸浸出优化工艺条件为:n（A13+）/n（F-）1/2,焙烧温度500℃,焙烧时间1h,硫酸浓度3mol/L,浸出温度90℃,浸出时间1h,氟、铈和总稀土浸出率达到了 92.71%,98.92%和98.57%;通过制备冰晶石对氟铝进行资源化利用,氟、铝的回收率为96.33%和97.38%。采用层流恒界面池法研究了 HEHEHP对Ce4+的还原反萃动力学,考察了反萃酸种类、搅拌速度、温度、比界面积、有机相中Ce4+负载量、有机相中自由萃取剂浓度、HCl浓度、H202浓度等对反萃速率的影响;判断了反萃过程的控制模式以及控制步骤;推导出反萃动力学方程;并探讨了反萃过程的机理。结果表明:反萃过程为扩散和界面化学反应混合控制,表观活化能Ea为22.40kJ/mol;Ce4+的还原反萃动力学方程为:R=10-3.66[Ce]（o）1.09[HEH/EHP]（o）-1.04[H+]（a）0.99[H22]（a）0.53,表观速率常数k为10-3.66（mol-0.57·L0.57）/min。采用乳状液膜法从硫酸稀土溶液中萃取Ce4+,考察了 HDEHP、Span80、液体石蜡的体积分数,内水相中HCl和H2O2浓度,油内比,水乳比,外水相酸度,萃取时间和萃取转速等因素对萃取率的影响,以筛选出理想的萃取体系和条件因素;同时研究了外水相中Ce4+与RE3+的分离情况以及氟的存在对萃取过程的影响。结果表明:萃取优化条件为:HDEHP浓度12%（v/v）、Span80浓度2～3%（v/v）、液体石蜡浓度 2～4%（v/v）、HCl 浓度 4～5mol/L、H202 浓度 0.02mol/L、外水相酸度 0.4～0.5mol/L、油内比1.5、水乳比2、萃取时间15min以及萃取转速250rpm,Ce4+萃取率可达98%;乳状液膜体系在Ce4+-RE3+混合溶液中,对Ce4+具有明显的选择性;内水相中引入Al3+,会提高Ce4+和F-的萃取率,外水相中引入Al3+,F-几乎不被萃取,可实现Ce4+和F-的分离;采用超声破乳,回收率在97%以上。
李楠[3]（2015）在《浮选法综合回收利用低碳品位废旧阴极工艺研究》文中进行了进一步梳理铝电解废旧阴极是铝电解厂排出的一种有毒固体废弃物,露天堆放会污染环境。废旧阴极中的炭和冰晶石、氟化钠、氟化钙等成分可以作为再生资源回收利用。浮选法是回收利用废旧阴极的一种有效的方法,可以在满足环保要求的基础上综合回收废旧阴极中的有价成分。处理含碳量（<40%）较低的废旧阴极,浮选法存在浮选指标不佳、产品质量不好的问题,需要进一步对浮选精矿进行酸浸、碱浸处理,对浮选尾矿进行煅烧处理,增加了处理成本,使浮选法失去竞争优势。优化浮选工艺,改善浮选指标,可以避免以上问题。本文针对难选的低碳品位（36.1%）废旧阴极,通过实验研究优化了浮选条件、浮选药剂、浮选流程,获得了品质良好的浮选产品,并对浮选废水的处理进行了实验研究,使之能够达标并在浮选工艺内循环利用。首先,采用X射线衍射分析、多元素化学分析、光学显微镜分析、浸出毒性分析等手段对废旧阴极的组成、微观结构和浸出毒性等进行了研究。研究表明废旧阴极的主要成分为炭和电解质（包括冰晶石、氟化钠和氧化铝等）,二者界面清晰,可以采用机械破碎的方法分离；炭的石墨化程度高,疏水性强,可以采用泡沫浮选的方式进行提纯：SPL3的F-和CN-浸出浓度分别达2602.7mg/L和24.6mg/L,远超过国家标准。热力学计算表明,废旧阴极中的NaF等有毒物质在中性或碱性条件下与水发生反应不会生成有毒气体,浮选法处理废旧阴极在碱性条件下进行,是安全的。其次,采用粒子成像测速技术（Particle Image Velocimetry, PIV）对废旧阴极浮选实验主体设备XFD1.5L浮选机进行了流场研究,明确了其流场结构,分析了搅拌槽内流体速度随浮选机转速增大的变化趋势,测定了不同浮选机转速下的气泡平均直径和数密度以及气泡与流场的相对运动速度等参数,为废旧阴极浮选动力学理论计算提供了数据支撑。研究表明,XFD1.5L浮选机的搅拌槽大致可以分为3个区域,Y=0-25mm区间为“搅拌区”,Y=25-120mm区间为“分离区”,Y=120～150mmm区间为“泡沫区”。建议采用“圆弧底”的结构设计来消除浮选槽内的“死角”。然后,在不同磨矿粒度、浮选机转速和矿浆浓度下进行了浮选动力学实验研究,拟合了浮选动力学方程,并获得了最佳浮选条件：磨矿粒度为-200目占90%,最佳浮选机转速为1600rpm-1800rpm,最佳矿浆浓度为25%。浮选动力学实验表明,废旧阴极浮选过程符合一级动力学方程。最大回收率与浮选机转速、充气速率及矿浆浓度均呈单峰值函数关系。浮选机转速与充气速率同时增大时,最大回收率与两个自变量呈抛物面关系：z=-310.79+0.489x-477.54y-1.31×10-4x2+828.52y2其中z为最大回收率,x为浮选机转速,y为充气速率。最大回收率与矿浆浓度的函数关系为：z3=34.06+2.7C-0.039C2z3为最大回收率,C为矿浆浓度。另外,对捕收剂进行了复配和乳化,对捕收剂分批加药、抑制剂用量及其添加方式、起泡剂、分散剂和pH调整剂在浮选中的作用进行了研究。汽油与煤油复配可获得捕收能力和选择性均佳的复配油,最佳配比为汽油质量分数75%。与煤油相比,乳化煤油可以显着提高精矿品位和回收率；乳化剂在其中起到很重要的作用,既可以降低油水界面张力稳定乳化相,又可以促进浮选提高回收率。捕收剂分批加药可以改善浮选指标,相同药剂用量下,加药次数越多,浮选指标越好。添加起泡剂,可以提高浮选速率和精矿品位。水玻璃是最佳用量为500g/t,加入磨机效果更佳。分散剂和pH调整剂可以略微提高浮选精矿碳品位,但会显着降低精矿回收率,可以不添加。最后,通过浮选流程优化,确定了4粗2精闭路浮选流程。最佳浮选条件下采用该流程可以获得精矿碳品位82.1%、回收率98.1%的精矿和碳含量为1.21%的尾矿,解决了浮选产品质量差的问题。浮选精矿和尾矿F-和CN"含量均低于国家标准,不属于有毒固体废弃物,可以安全地用作再生工业原料。浮选废水经过一段石灰加漂白粉沉淀处理和二段聚合硫酸铁沉淀处理,F-和CN-含量可以分别降低到4.1mg/L和0.03mg/L,达到国家废水排放标准,并可在浮选工艺内循环使用。通过浮选实验获得了浮选精矿、浮选尾矿及一段沉淀产物等有价产品。浮选精矿的主要成分为炭,还含有少量的冰晶石、氟化钙和p-氧化铝,碳含量在80%以上,可以用作燃料、还原剂或制作碳素电极；浮选尾矿的主要成分为冰晶石、氟化钙、氟化铝和p-氧化铝,碳含量低于2%,可以返回电解槽使用。一段沉淀产物主要成分为氟化钙,可以作用工业原料回收利用。
张亚楠[4]（2015）在《NaF-AlF3基电解质中氧化铝溶解过程研究》文中认为氧化铝在NaF-AlF3体系中的溶解是Hall-Heroult法铝电解理论和技术的主要基本问题,通常认为一百多年来有关这一过程的知识积累已经较为完备。但近年大型或超大型铝电解槽的兴起发展对连续添加氧化铝和避免阴极沉淀提出了更高要求、我国资源特点带来的氧化铝原料夹带含K成分的影响、先进低温节能型电解槽对氧化铝溶解速率的技术诉求,均曾遭遇到相关基础理论和技术数据方面的缺失或不足。针对这些问题,从新审视研究氧化铝溶解过程、充实完善有关现代铝电解质体系的科学认识是本文研究工作的基本出发点和主要目的。本文工作主要包括四部分：第一,NaF-AlF3二元系、NaF-AlF3-Al2O3三元系熔盐结构以及KF的影响：第二,氧化铝在冰晶石熔盐中溶解行为以及超声外场对氧化铝溶解速度的影响机理；第三,氧化铝含量、碳素阴极材料及孔隙结构对界面润湿-铺展行为的影响；第四,基于密度泛函理论的量子化学计算方法阐述氧化铝溶解反应机理。首先,本文利用Raman实验测量结果结合量子化学理论计算考察了NaF-AlF3二元系、NaF-AlF3-Al2O3三元系熔盐结构以及KF对其结构的影响。分别测量Na3AlF6-AlF3、Na3AlF6-KF-AlF3、Na3AlF6-KF-AlF3-Al203体系熔盐的Raman活性,同时采用量子化学方法模拟计算NaF-AlF3二元系、NaF-AlF3-Al2O3三元系中M-Al-F及M-A1-O-F离子团簇的Raman活性及热力学性质,进而预测MF-AlF3二元系熔盐中离子成分含量分布。结果表明：熔盐中稳定的Al-F离子团结构为：A1F4-、A1F52-、A1F63-。高温冰晶石熔盐中离子团之间会发生AlF63-·3M+<->AlF52-·2M++F-·M+和AlF52-·2M+<->AlF4-·M++F-M+离解反应,离解平衡常数随着K+的数目增加而增大。MF-AlF3-A12O3三元系中稳定Al-O-F离子团为AlOF2、Al2OF62-和Al2O2F42-,其间能进一步发生反应：Al2OF2-<->Al2O2F42-和AlOF2-+AlF4-<->Al2OF62-。其次,采用透明槽观察冰晶石熔盐中氧化铝溶解分散过程,用浓差电池电位法测量熔盐成分及添加方式对氧化铝溶解速度的影响,并探讨超声外场对氧化铝溶解速度的作用。结果表明：氧化铝溶解速度随熔盐中溶解氧化铝浓度的提升而逐渐减小,随熔盐体系分子比的提高而增大,添加KF可提高熔盐中氧化铝溶解速度。Al2O3的溶解速率受扩散传质控制,驱动力是颗粒表面溶解Al2O3浓度（Cs）与熔液中溶解A1203浓度（Cb）之差。超声场作用与冰晶石熔盐中氧化铝化学势场▽ξ协同作用,施加超声可提高氧化铝溶解扩散传质系数、强化A1203颗粒表面边界层内扩散传质过程,从而提高A1203溶解速度。第三,采用座滴法测试冰晶石-氧化铝熔盐在碳素阴极材料上的润湿性,结合阴极孔隙结构对润湿-渗透界面进行SEM-EDS分析,基于润湿分子动力学理论,阐释熔盐在碳素阴极材料表面的润湿铺展机理。结果表明：冰晶石熔盐在碳素阴极材料表面的润湿与渗透行为符合Wenzel-Cassie中间态润湿模型,表观接触润湿角与基体材料孔隙结构参数（平均孔径、形状因子、孔隙率以及孔隙配位数等）有密切关系。钠冰晶石熔盐在半石墨质（HC35）阴极材料上的摩尔润湿激活能较大,在石墨化（SMH）阴极材料上的摩尔润湿激活能较小,而钾冰晶石在全石墨质（HC100）阴极材料上的摩尔润湿激活能则大于HC35阴极,这分别与钠冰晶石或钾冰晶石熔盐在不同阴极材料上的润湿性趋势表现一致。基体材料石墨化程度增大,使润湿过程中三相界面处基体相邻活性吸附位距离λ增加、熔盐分子平衡振动频率Ke提高,导致熔盐液滴在其上铺展速度增大。最后,采用密度泛函理论方法研究F-离子在γ-A12O3（110）表面的吸附行为,依据计算结果并参考相关文献,提出氧化铝在冰晶石熔盐中溶解始于氧化铝-熔盐界面处氧化铝晶格表面F-吸附的观点。氧化铝晶格表面配位不饱和的A1为F-离子活性吸附位,F-离子在γ-A12O3（110）表面化学吸附,由F的2s和2p轨道与y-A1203基底Al原子的3p轨道相互作用形成F-A1键,促使F-离子活化。分别考虑计算了三种可能的溶解反应路径：氧化铝晶格表面O迁移出晶格表面后以02-形式溶解进入熔盐、晶格A1迁移出晶格表面后以OAlF2-形式溶解进入熔盐、以及晶格O与吸附F发生配位置换反应使O和A1以Al2OF4形式溶解进入熔盐。氧化铝晶格表面活化的F-离子及F-A1成键机制将进一步诱发晶格O与F离子配位置换反应而生成O-A1-F络合离子,导致晶格表面部分化学键断裂以及新化学键的形成发生晶面重构,形成的O-A1-F络合离子以OA1F2-形式脱附进入冰晶石熔盐。
包莫日根高娃[5]（2015）在《熔盐电解法制备铝锆合金的研究》文中认为Al-Zr合金具有许多优异的性能,如高韧性、高塑性、高强度和耐蚀性等。因此,Al-Zr合金作为新型铝合金结构材料广泛应用于航空航天、电力、汽车及舰船等领域。现有Al-Zr合金的制备方法具有成本高和合金成分不易控制等缺点,因此寻找成本低廉、合金成分稳定并且适合大规模生产Al-Zr合金的方法具有重要的意义。本文以此为出发点,研究了冰晶石-氧化锆熔盐为电解质体系的物理化学性质和熔盐结构,为采用铝热还原法和熔盐电解法制备Al-Zr合金提供工艺基础和工艺条件。研究了ZrO2在冰晶石系熔盐中的溶解度,并采用Raman光谱法研究了nNaF·AlF3（n=2.2和3）-ZrO2熔盐体系的离子结构；研究了ZrO2对冰晶石系熔盐物理化学性质（初晶温度、密度、电导率）的影响,优化了熔盐电解法制备Al-Zr合金的熔盐电解质组成；研究了锆离子在熔盐中的电化学行为,优化了电解工艺。比较研究了采用铝液-熔盐还原法和熔盐电解法制备的Al-Zr合金中Zr浓度和Al-Zr合金相的存在形式,分析了Zr的析出机理,为采用熔盐电解法大规模生产Al-Zr合金建立了理论基础。采用等温饱和法研究了Zr02在2.2NaF·AlF3-3mass%Al2O3-3mass%CaF2熔盐中的溶解度,发现随着温度的升高,熔盐中ZrO2的溶解度明显升高。在980℃时,ZrO2在该熔盐中的溶解度大约为5mass%。在冰晶石系熔盐中增加CaF2含量和降低Al2O3含量均有利于提高ZrO2的溶解度。采用Raman光谱法研究了nNaF·AlF3（n=2.2和3）-ZrO2熔盐体系的离子结构,认为ZrO2在冰晶石系熔盐中溶解过程是ZrO2中O2-被自由F-部分取代后形成Zr-O-F离子团结构。采用步冷曲线法研究了nNaF·AlF3（n=2.2～2.6）-3mass%Al2O3-3mass%CaF2-ZrO2熔盐体系的初晶温度,发现ZrO2的添加量在0-2mass%范围时,电解质中ZrO2的引入会明显降低电解质的初晶温度,当ZrO2的浓度大于2mass%时,初晶温度的变化趋于平缓,得到了该体系初晶温度的经验公式：T=920.2-16n-1.36w（ZrO2）-1.8n·w（ZrO2）+15n2+0.58w（ZrO2）2,其中劝初晶温度,n为NaF与AlF3的摩尔比,w（ZrO2）为ZrO2的质量分数。采用阿基米德法研究了nNaF·AlF3（n=2.2～2.6）-3mass%Al2O3-3mass%CaF2-Zr02熔盐体系的密度。发现电解质的密度随着温度的升高和NaF与AlF3的摩尔比的降低而降低。每添加lmass%的ZrO2,电解质密度相应的增加0.02g·cm-3。采用固定电导池法研究了nNaF·AlF3（n=2.2～2.6）-3mass%Al2O3-3mass%CaF2-ZrO2熔盐的电导率。发现每添加1mass%的Zr02,电解质电导率相应的降低约0.02S·cmq；电解质电导率随着NaF与AlF3的摩尔比的增加而增加；温度升高1℃,电解质的电导率大约增加0.004S·cm-1。采用循环伏安、计时电位和恒电位电解法研究了2.4NaF·AlF3-4mass%CaF2-3mass%Al2O3-nZrO2（n=0～3mass%）熔盐体系中锆离子的还原机理。认为,冰晶石-氧化锆熔盐体系中Zr4+离子还原生成Al3Zr相是分两步完成。在-0.95V（vs.Pt）处发生Zr4++2e→Zr2+反应,而在-1.2V（vs.Pt）形成Al3Zr相。分别采用铝液-熔盐还原和铝液直接还原ZrO2法制备Al-Zr合金。发现铝液直接还原ZrO2得到的Al-Zr合金中不同位置的Zr含量不同,但最高Zr含量仅为2.29mass%,而铝液-熔盐还原法制备出的Al-Zr合金中Zr含量可高达12.4mass%。说明冰晶石系熔盐能够溶解反应生成物Al2O3,促进热还原反应的进一步反应。通过XRD和SEM分析得知,反应生成的Al-Zr合金为Al3Zr相其主要以针状晶须或颗粒状形式存在。采用熔盐电解法制备了Al-Zr合金。电解2.3NaF·AlF3-5.2mass%ZrO2熔盐体系,合金中Zr的最高含量由电解温度决定,在1000℃电解制备Al-Zr合金的锆浓度上限在15mass%左右。
张晓伟[6]（2014）在《包头混合稀土精矿中氟碳铈矿浸出及其氟铝资源转化研究》文中研究指明我国包头稀土资源主要是氟碳铈矿和独居石的混合矿,它们的相对含量为9：1～1：1,与稀土品位无关。氟碳铈矿的化学式为REFCO3,而独居石的化学式为REPO4,它们的化学性质不同,独居石比氟碳铈矿稳定,公认为包头稀土矿是最难处理的稀土矿。目前,工业生产中存在的主要分解方法是浓硫酸焙烧法和烧碱法。90%以上的包头稀土矿冶炼企业采用浓硫酸高温焙烧法,但此方法易产生大量的废水废气,能耗高、环境污染严重。碱分解方法由于对稀土精矿的质量要求高、生产过程不连续、矿物分解时间长等原因限制了其应用范围。本论文针对以上问题,根据络合浸出的原理,研究不同的络合浸出剂对包头稀土精矿的浸出,确定了优化的浸出体系及工艺条件后,采用复盐沉淀法将溶液中的稀土与非稀土元素分离,同时将废液中的氟铝元素转化为冰晶石资源。论文的主要内容归纳如下：1.通过热力学计算结果、络合物稳定常数比较以及初步的探索实验确定铝盐体系的络合浸出效果优于铁盐体系的络合浸出效果,初步条件实验对比得出HCI-AlCl3体系对稀土精矿浸出率和稀土浸出率比用HCl-FeCl3体系都高30%左右。2.首先,研究了HCl-AlCl3体系对稀土精矿的浸出规律,讨论了HCl浓度、AlCl3浓度、温度、液固比、搅拌速度、时间等条件对浸出的影响,得出优化浸出工艺条件为：HCl浓度4mol·L-1, AlCl3浓度1.5mol·L-1,浸出温度85℃,液固比20：1,搅拌速度300rpm,浸出时间90min。在优化工艺条件下,稀土精矿的浸出率为76.83%,稀土浸出率为73.89%,氟元素的浸出率为98.74%。其次,对稀土精矿和HCl-AlCl3体系浸出渣进行了XRD、 SEM-EDS检测以及化学分析,结果表明：稀土精矿中以氟碳铈矿和独居石矿为主相,精矿颗粒之间及表面存在大量的白色碎屑,大部分颗粒表面光滑,浸出渣中仅出现了独居石矿相,精矿中的白色碎屑消失,颗粒表面变得凹凸不平,浸蚀痕迹明显,浸出渣中除了独居石中的元素还含有少量的Si和Fe元素。通过以上分析可以证明精矿中的氟碳铈矿与独居石矿已完全分离。最后,研究了氟碳铈矿浸出过程的动力学原理,分析结果表明：通过产物层受界面传质和扩散混合控制的动力学方程1/31n（l-α）+[（1-α）-1/3-1]=Kot能够很好的描述浸出过程的动力学。通过图形分析及计算确定了精矿中稀土浸出的动力学方程和精矿中氟元素浸出的动力学方程。3.与上述2的方法相同,首先研究了HNO3-A1（NO3）3体系浸出包头混合稀土精矿的规律,得出的优化浸出工艺条件为：HN03浓度3mol·L-1, A1（NO3）3浓度1.5mol·L-1,浸出温度100℃,液固比30：1,搅拌速度300rpm,浸出时间90min。在优化条件下稀土精矿的浸出率为71.15%,稀土的浸出率为73.18%,氟元素的浸出率达到了97.59%。综合比较,HCl-AlCl3体系比HNO3-Al（NO3）3体系更具有优越性。其次,对HNO3-Al（NO3）3体系浸出渣进行XRD、 SEM-EDS检测分析,结果与2中基本相同,由此表明：HNO3-Al（NO3）3体系也能够将包头混合稀土精矿中的氟碳铈矿浸出。最后,对浸出过程动力学进行分析,通过产物层受界面传质和扩散混合控制的动力学方程1/31n （1-α）+[（1-α）-1/3-1]=Kot能够很好的描述HNO3-Al（NO3）3体系浸出过程的动力学。温度、HC1浓度、AlC13浓度和L/S是影响浸出速度的主要因素,通过图形分析及计算确定了在]HNO3-Al（NO3）3体系浸出稀土精矿时稀土浸出的动力学方程和氟元素浸出的动力学方程。4.采用复盐沉淀法分离络合浸出液中的稀土与非稀土元素,AlCl3-HCl体系浸出包头稀土矿所得浸出液中的稀土有被效沉淀,结果表明：浸出液中的酸度对稀土收率几乎没有影响；当浸出液中稀土浓度为20g·L-1,反应温度为90℃,反应时间为90min,硫酸钠和稀土氧化物质量之比为4：1时,稀土浸出液中的稀土收率达到97.53%。对复盐沉淀物进行了XRD和SEM分析,通过XRD分析结果可知复盐沉淀法所得沉淀为稀土硫酸钠复盐沉淀,以轻稀土为主。SEM形貌分析其为梭状,且分布均匀。EDS能谱分析可知,在复盐沉淀过程中,Al、F及Fe等非稀土杂质没有形成沉淀。以上结果表明复盐沉淀法能够将浸出液中的稀土与非稀土元素有效分离,同时氟铝元素富集到溶液中。5.通过电导率法、氟离子示踪法以及分光光度法对铝离子和氟离子络合反应行为进行研究,阐明了两者的络合反应过程。铝离子和氟离子在酸性条件下,能够发生络合反应,且能形成配位数是2-6的配合物。铝离子和氟离子在酸性条件下,形成的复杂配合物,其平均配位数为4,最高配位数为6,随着F/Al的增大,氟铝络合物向高配位方向移动。6.复盐沉淀后废液中的氟铝络合物,在外加氟盐,Na2CO3调节pH条件下,可以合成冰晶石；合成冰晶石过程的优化工艺条件为：pH=4,合成温度75℃,氟铝比6：1,保温时间60min；在此工艺条件下,溶液中的氟回收率为96.09%,铝的回收率为97.87%。对合成的冰晶石进行XRD、SEM-EDS以及粒度分析可知,我们所合成的产物确定为冰晶石,晶体呈无规则片状堆积在一起,晶体中的主要元素为F、Na、Al,晶体颗粒集中在5μm-20μm之间属于粉状冰晶石,过滤性较好。
王珊珊[7]（2014）在《金刚石薄膜电极的制备及其在铝电解中的应用研究》文中进行了进一步梳理金刚石以其优异的物理和化学性能,是机械、电子等工程领域的最佳材料之一。同样,它作为一种电极材料,在污水处理、电分析、电合成和声电化学等领域的应用和研究也日益广泛。尤其是它作为一种具有高硬度、高熔点和化学惰性碳素材料,使其在高温电解领域也具有了广阔的研发价值和应用前景。实际生产中,碳素电极在高温电解中最重要的应用是电解氧化铝生成金属铝的工业产铝过程,简称霍尔-埃鲁法电解铝。因氧化铝本身的熔点很高（2050℃）,所以采用在其熔点较低的氟化物中共融,可降低温度至1000℃左右。该方法能耗极高,并损耗大量的优质碳素材料,释放二氧化碳和含氟气体。因此降低电解温度和开发惰性碳素电极成为了从根本上有效改良霍尔-埃鲁法电解铝的两种主要手段,本课题利用惰性金刚石电极替代传统的石墨电极,生成产物为氧气,减少了温室气体和污染物的排放。同时调整电解液参数,降低电解温度到800℃,既保证了金刚石电极使用的可行性同时也减少了电能的消耗。本论文首先对金刚石薄膜电极的制备及性能改进进行了相关的理论探索和实验研究。设计制作了体积为5L的热丝气相沉积装置,在硅片基底上以反应压力40mbar,温度750℃,沉积时间10h的条件下制备了厚度为351μm的金刚石薄膜,并通过扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、拉曼光谱（Raman）、X-射线衍射（XRD）和X-光电子能谱（XPS）等标准手段进行测试分析。在石墨和硅片基底上通过制备两种不同生长条件的薄膜来探讨金刚石颗粒的生长机理及中间层存在的可能性。生长条件分别为一步法的750℃/10hrs和两步法的650℃/5hrs+750℃/5hrs,通过TEM对硅片基底上生长的金刚石薄膜纵刨面的晶型结构进行分析得出有中间层SiC的存在。为了进一步提高金刚石薄膜的热稳定性能和表面电导率以便于应用在高温电解中,本论文采用CF4和O2的混合气体对膜表面进行改性,并对刻蚀前后膜的各种性能进行比较。刻蚀后金刚石薄膜的表面悬键由原来的氢终端为主变为氧终端和氟终端为主,显着降低了sp3杂化的碳含量,因此膜表面的粗糙度、接触角、电导率和耐热性均有所提高。经过对不同生长条件的各项性能比较,最终选定在硅片基底上经过20min气体刻蚀过的一步法（750℃/10hr）制备的金刚石薄膜电极为应用于铝电解实验中的电极材料。本论文还针对电解铝的电解液成分、电化学过程、反应电位等进行了理论研究。通过对电解液的分子比（CR）、初晶温度、氧化铝的溶解度的计算,最终确定了CR为1.5的电解液体系：Na3AlF6.AlF3.CaF2（3％）-LiF（1％）-Al2O3,其中A1203的溶解度约为4.6wt%,熔体密度为2.0585。建立铝电解电化学测试装置,包括50mL电解槽、加热炉、电极、热电偶和升降装置。通过线性电位扫描法和循环伏安法测试800℃电解氧化铝的各种反应电位,确定单质Al析出的电位为+0.45V,氧气的析出电位为+2.7V。通过交流阻抗（EIS）和等效电路图模拟计算得出熔体电阻为13.9ohm,金刚石电极的表面电阻为9.16ohm,金刚石电极的双电层电容59.5ohm。最后进行小型的实验室电解铝,模拟实际工业中电解铝的工艺,采用电流效率1A/m2,电解时间为1.5hr,电极间距4cm,阳极有效工作面积10cmm2。在电解过程中在线收集阳极气体进行定量定性分析,其中的02含量在电解过程中一直增加。通过对固体产物的XPS和XRD分析,判断其为金属铝。
刘芳玉[8]（2011）在《KF对铝电解质性质的影响研究》文中指出分子比是铝电解生产中的一项重要技术参数,它直接影响电流效率和电能消耗量。大多数分子比的测定方法都是基于固态铝电解质物相进行的。目前国内多家铝厂电解质中含一定量的KF,而其在固态电解质的赋存状态尚未确定,使电解质分子比的测定结果有较大偏差,因而对电解工艺的控制造成不利影响。本文主要研究内容是KF在固态铝电解质中的赋存状态及其对电解工艺条件（如分子比、初晶温度等）的影响,以期为铝电解生产提供理论基础。本文结合相关体系的熔盐相平衡,利用X-射线衍射法对KF在不同组分下固相电解质的赋存状态进行了研究。结果表明KF与冰晶石（Na3AlF6）在熔融状态能发生化学反应,其中,在碱性电解质中生成K2NaAlF6,在酸性体系中生成K2NaAlF6和K2NaAl3F12。随着KF含量的增加及电解质酸度的增强,物相K2NaAl3F12的含量增大。并进一步确定了KF在实际电解质体系中主要以K2NaAlF6的形态存在。通过不同组分电解质的物相分析及实际电解质分子比的测定对含LiF和KF的铝电解质分子比定义进行了验证。对含LiF和KF的电解质,分子比定义为碱性氟化物物质的量之和与氟化铝物质的量的摩尔比,即CR=（nNaF+nKF+nLiF）/nAlF3,只有该定义才能真正体现电解质的酸碱性。由于铝电解生产中使用的分子比定义不恰当及KF在固态电解质中的物相不明确,使得现有的XRD方法测定分子比存在一定的误差,需根据实际电解质中存在的物相对分子比进行校正。对含钾盐的电解质体系在不同分子比及不同KF含量条件下的初晶温度进行了测定。含钾盐电解质的初晶温度随分子比的减小及KF含量的增加而降低。在相同分子比条件下,KF含量增加一个百分点,初晶温度降低2-4℃。对含钾盐的实际电解质体系,当KF含量达到20 wt%时,初晶温度可降到825℃。
张琳[9]（2010）在《F-、Al3+、CaF2络合平衡在废液制冰晶石中的应用》文中认为本文通过对冰晶石技术以及CaF2除氟技术的探讨,系统的研究了F-、Al3+、CaF2体系的络合平衡,并将两项技术综合运用到硅酸盐低温分解制冰晶石的工艺中,解决了反应中生成的氢氧化铝产值不高,废液中氟含量超标等问题,进一步完善了该工艺。主要内容如下：首先,通过对F—Al—Ca络合体系的理论计算和实验,得出：引入NH4+,减少K+与F-的作用,同时使F-与Al3+结合形成沉淀分离出来。废液中未反应的氟通过加入适量的钙来进一步降低其含量；在酸性冰晶石溶液体系中,当pH<5时几乎没有羟合铝离子存在,当pH=6.0时,氟合铝离子占60%以上,羟合铝离子占35%以上,当pH≥8.0时,就几乎都是羟合铝离子；在CaF2—Ca（OH）2体系中,溶液中氟的总浓度取决于剩余[Ca2+]和溶液的pH;在CaF2—Ca（OH）2—氟硅酸体系中,氟硅酸溶液中加入Ca（OH）2时,只要保证溶液的pH<8.7,[SiF62-]可以忽略不计；氟硅酸—氟铝酸体系中,当溶液的pH>3.03时,AlF63-成为F的主要存在形式；在综合体系中,溶液中的[SiF62-]、[AlF63-]受溶液中[Ca2+]和溶液的pH的影响,并且[SiF62-]受pH影响较大；通过对比研究各种离子在不同pH条件下的性质,得出用氨水调节溶液的pH,控制条件,将溶液中的杂质离子逐步去除。其次,在实际除氟反应过程中,最终氟离子不会因为钙离子的过量加入而逐渐减少。当F与Ca2+进行等当量反应时,[F-]越低,反应速率越慢。用石灰处理含氟废水,其反应速率要比用CaCl2处理慢得多；同样的Ca/F摩尔比下,初始[F-]越高,反应后[F-]下降的幅度也越大。而当Ca/F摩尔比大于或等于4时,再增加Ca/F摩尔比以降低[F-]就没有必要了；在纯水中,电解质的存在会阻碍已溶解的Ca2+与F-结合成CaF2,平衡将移动,使CaF2（S）进一步溶解；pH对CaF2溶解度的影响随着CaF2的量增加而迅速加大；加入Ca2+去氟过程中,多余的Ca2+会和溶液中的SO42-反应,生成CaSO4沉淀,影响钾肥中SO42-含量,从而影响到生成的KNH4SO4的质量,试验中应避免过多Ca2+的加入,提高钾肥品质。最后,生产冰晶石的最佳工艺条件是：反应温度25℃,氨水和铝的配料摩尔比3：1,反应时间30min,加水量与废液比1.5：1,反应溶液的pH控制在5～6；去除废液中氟的最佳工艺条件是：投加石灰粉,控制反应终点pH≈13,反应时间在60min左右；搅拌强度200r·min-1；（1+1）H2SO4反调pH≈6～7,溶液中残留的F-浓度最终降到5 mg·L-1。
史伟伟[10]（2009）在《氟碳铈矿冶炼工艺废水合成冰晶石的研究》文中研究指明氟碳铈矿是我国独特的不可再生的战略性资源,主要分布于四川冕宁、山东微山湖和包头白云鄂博。一般含氧化稀土50%～70%,伴生有7%～10%的氟、～0.2%Th资源。传统冶炼工艺研究表明,将矿中氟作为“杂质”除去,不仅浪费了自然资源,转移出来的氟处置不当,还可能造成严重的二次污染,如产生HF气体、含氟废水、含氟废渣等污染物。本课题以氟碳铈矿中伴生的氟为对象,从资源化利用的视角探索将氟转化为高附加值的含氟产品的绿色合成方法。结合北京有色金属研究总院开发的氟碳铈型稀土矿清洁生产工艺,将氟萃入有机相,通过脱氟剂洗入水溶液中。氟的富集率能够达到90%以上,洗氟液的主要成分为AlFx3-x·yH2O、Al2（SO4）3及相关离子。研究表明利用该洗氟液合成冰晶石（Na3AlF6）是一条切实可行的路线。首先解决了稀土清洁生产过程中的污染问题,其次氟资源得到有效利用,而且可以替代萤石（CRF2,属国家战略资源）作为合成冰晶石新的氟源,同时也缓解了电解铝行业对于冰晶石的需求缺口。在系统研究了国内外合成冰晶石工艺的基础上,结合课题情况,提出论文按以下三个步骤进行:1)进行合成冰晶石两条路线的探索实验,优化实验条件。主要考察了硫酸铝与氟化钠、氟化铝与氟化钠两条合成路线的实验效果,熟悉冰晶石合成过程中的各种分析方法,考察各个实验条件对反应的影响趋势。2)进行模拟原料液的实验。因真实原料液非常有限,所以先通过原料液分析,模拟出和洗氟液相同的溶液进行实验,利用第一步的操作条件验证可行性。3)由含氟原料液直接合成冰晶石的实验研究。由前两步的实验结果,验证由洗氟液直接合成冰晶石的可行性及实验效果。添加其他钠盐看是否能够得到冰晶石产品,并比较各路线的优缺点。实验得到以下结论:向洗氟液中添加过量10%的NaF,在90℃、pH=4.5～5、反应时间2h的情况下,可以得到单斜晶系冰晶石产品,洗氟液中氟铝离子转化率较高,产品中含有少量稀土氟化物杂质,需通过进一步实验优化条件。本论文解决了氟碳铈稀土矿中伴生氟资源的综合利用问题,是稀土清洁生产中重要的组成部分。通过实验研究,确定了用冶炼工艺产生的含氟溶液合成冰晶石的路线及操作条件,为该洗氟液的继续研究奠定了基础。在该领域的应用研究,国内外未见有相关报道。
二、DISSOCIATION EQUILIBRIA OF CRYOLITE IN NaF-AIF_3（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、DISSOCIATION EQUILIBRIA OF CRYOLITE IN NaF-AIF_3（论文提纲范文）
（1）混合氧化物及月壤仿真样提取金属和制备氧气（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 月球的探测活动 |
| 1.1.2 月球的能源资源 |
| 1.1.3 月球的矿产资源 |
| 1.1.4 月壤仿真样 |
| 1.2 月壤原位制备金属和氧气的研究进展 |
| 1.2.1 氢气还原法 |
| 1.2.2 碳热还原法 |
| 1.2.3 高温电解法 |
| 1.3 铝热还原-熔盐电解氧化物制备金属的研究进展 |
| 1.3.1 熔盐介质中铝热还原法从金属氧化物提取金属 |
| 1.3.2 熔盐电解法从金属氧化物提取金属 |
| 1.4 论文的研究意义及内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 冰晶石熔盐中铝热还原-熔盐电解二氧化硅 |
| 2.1 实验方案 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验装置 |
| 2.1.3 实验步骤及方法 |
| 2.2 实验结果与分析讨论 |
| 2.2.1 铝热还原二氧化硅的热力学分析 |
| 2.2.2 铝热还原二氧化硅的动力学分析 |
| 2.2.3 冰晶石熔盐中铝热还原-熔盐电解二氧化硅 |
| 2.2.4 石墨阳极熔盐电解二氧化硅 |
| 2.2.5 惰性阳极熔盐电解二氧化硅 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 冰晶石熔盐中铝热还原-熔盐电解粉煤灰 |
| 3.1 实验方案 |
| 3.1.1 实验原料 |
| 3.1.2 实验装置 |
| 3.1.3 实验步骤及方法 |
| 3.2 铝热还原粉煤灰的热力学和动力学分析 |
| 3.2.1 铝热还原粉煤灰的热力学分析 |
| 3.2.2 铝热还原粉煤灰的动力学分析 |
| 3.3 铝热还原粉煤灰 |
| 3.3.1 铝热还原SiO_2、Fe_2O_3和TiO_2反应产物的表征 |
| 3.3.2 铝热还原粉煤灰反应产物的表征 |
| 3.4 冰晶石熔盐中电解粉煤灰 |
| 3.4.1 冰晶石熔盐中粉煤灰的循环伏安研究 |
| 3.4.2 电流密度对产物组成及电流效率的影响 |
| 3.4.3 电解时间对产物组成及电流效率的影响 |
| 3.4.4 阴极产物的表征 |
| 3.5 冰晶石熔盐中铝热还原-熔盐电解粉煤灰 |
| 3.5.1 反应时间和铝的过量倍数对产物的影响 |
| 3.5.2 铝热还原产物的表征 |
| 3.5.3 铝热还原粉煤灰的反应机理 |
| 3.5.4 电解实验的结果与分析讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 冰晶石熔盐中电解火山岩 |
| 4.1 实验方案 |
| 4.2 实验结果与分析讨论 |
| 4.2.1 冰晶石熔盐中火山岩的循环伏安研究 |
| 4.2.2 冰晶石熔盐中电解火山岩 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 NEU-1月壤仿真样提取金属和制备氧气 |
| 5.1 NEU-1月壤仿真样的制备和表征 |
| 5.1.1 NEU-1月壤仿真样的制备 |
| 5.1.2 NEU-1月壤仿真样的表征 |
| 5.2 冰晶石熔盐中NEU-1月壤仿真样的循环伏安研究 |
| 5.3 冰晶石熔盐中电解NEU-1月壤仿真样 |
| 5.3.1 实验方案 |
| 5.3.2 阴极产物的表征 |
| 5.3.3 阳极产物的表征 |
| 5.3.4 槽电压与电流效率 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 作者简介 |
（2）氟碳铈矿资源化利用新技术的理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 稀土概述 |
| 1.1.1 稀土的化学性质 |
| 1.1.2 稀土的应用 |
| 1.1.3 稀土资源分布现状 |
| 1.2 氟碳铈矿资源概况 |
| 1.2.1 氟碳铈矿资源的特点与分布 |
| 1.2.2 氟碳铈矿湿法冶炼工艺研究现状 |
| 1.2.3 稀土萃取分离技术研究进展 |
| 1.3 氟的性质及其对氟碳铈矿冶炼过程的影响 |
| 1.3.1 氟的性质及其对环境的影响 |
| 1.3.2 氟污染治理的研究现状 |
| 1.3.3 氟对氟碳铈矿冶炼过程影响的研究 |
| 1.3.4 围绕“除氟”开展的氟碳铈矿冶炼工艺研究进展 |
| 1.4 电解质溶液理论的发展及应用研究 |
| 1.4.1 电解质溶液理论的发展 |
| 1.4.2 电解质溶液理论在湿法冶金中的应用研究进展 |
| 1.4.3 电解质溶液物理化学性质的研究方法 |
| 1.5 本课题的提出及研究意义 |
| 1.6 本课题主要研究内容 |
| 第二章 HDEHP/HEHEHP萃取Ce~(4+)和F~-的界面性质研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.2.3 实验步骤 |
| 2.2.4 分析方法 |
| 2.2.5 数据处理 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 萃取剂/(Ce~(4+)-H_2SO_4)体系界面性质研究 |
| 2.3.2 萃取剂/(Ce~(4+)-F~--H_2SO_4)体系界面性质研究 |
| 2.3.3 关于第三相的讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 Ce(SO_4)_2-H_2SO_4-H_2O溶液的物理化学性质研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验设备 |
| 3.2.3 实验步骤 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Ce(SO_4)_2-H_2SO_4-H_2O体系的密度 |
| 3.3.2 Ce(SO_4)_2-H_2SO_4-H_2O体系的折光率 |
| 3.3.3 Ce(SO_4)_2-H_2SO_4-H_2O体系的电导率 |
| 3.3.4 Ce(SO_4)_2-H_2SO_4-H_2O体系的活度系数 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Ce(SO_4)_2-HF-H_2SO_4-H_2O溶液的物理化学性质研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验设备 |
| 4.2.3 实验步骤 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Ce(SO_4)_2-HF-H_2SO_4-H_2O体系的密度 |
| 4.3.2 Ce(SO_4)_2-HF-H_2SO_4-H_2O体系的折光率 |
| 4.3.3 Ce(SO_4)_2-HF-H_2SO_4-H_2O体系的电导率 |
| 4.3.4 Ce(SO_4)_2-HF-H_2SO_4-H_2O体系的活度系数 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 氟/稀土分离实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验材料及分析方法 |
| 5.2.1 实验试剂与设备 |
| 5.2.2 分析测试方法 |
| 5.3 氟络合物稳定常数测定 |
| 5.3.1 实验原理 |
| 5.3.2 实验步骤 |
| 5.3.3 结果与讨论 |
| 5.4 F-Ce-B体系 |
| 5.4.1 实验步骤 |
| 5.4.2 结果与讨论 |
| 5.5 F-Ce-Al体系 |
| 5.5.1 实验步骤 |
| 5.5.2 结果与讨论 |
| 5.6 F-Ce-Zr体系 |
| 5.6.1 实验步骤 |
| 5.6.2 结果与讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 氟碳铈矿络合焙烧-硫酸浸出及氟资源化的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验材料及分析方法 |
| 6.2.1 实验试剂与设备 |
| 6.2.2 分析测试方法 |
| 6.3 氟碳铈矿络合焙烧-硫酸浸出过程研究 |
| 6.3.1 实验步骤 |
| 6.3.2 数据处理 |
| 6.3.3 结果与讨论 |
| 6.4 硫酸浸出液中氟/稀土的分离 |
| 6.4.1 实验步骤 |
| 6.4.2 结果与讨论 |
| 6.5 氟的资源化研究 |
| 6.5.1 合成原理 |
| 6.5.2 实验步骤 |
| 6.5.3 结果与讨论 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 铈的还原反萃动力学研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验部分 |
| 7.2.1 实验试剂 |
| 7.2.2 实验设备 |
| 7.2.3 实验步骤 |
| 7.2.4 分析方法 |
| 7.2.5 数据处理 |
| 7.3 实验结果与讨论 |
| 7.3.1 萃取和反萃反应机理 |
| 7.3.2 反萃酸种类对反萃速率的影响 |
| 7.3.3 搅拌速度对反萃速率的影响 |
| 7.3.4 温度对反萃速率的影响 |
| 7.3.5 比界面积对反萃速率的影响 |
| 7.3.6 有机相铈浓度对反萃速率的影响 |
| 7.3.7 有机相自由HEHEHP浓度对反萃速率的影响 |
| 7.3.8 反萃剂中H~+浓度对反萃速率的影响 |
| 7.3.9 反萃剂中H_2O_2浓度对反萃速率的影响 |
| 7.4 反萃速率方程的推导 |
| 7.5 探讨反萃机理 |
| 7.6 本章小结 |
| 第八章 乳状液膜法萃取硫酸溶液中Ce~(4+)的研究 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 实验部分 |
| 8.2.1 实验条件选择 |
| 8.2.2 实验试剂 |
| 8.2.3 实验设备 |
| 8.2.4 实验步骤 |
| 8.2.5 分析方法 |
| 8.2.6 数据处理 |
| 8.3 实验结果与讨论 |
| 8.3.1 乳状液膜萃取机理 |
| 8.3.2 乳状液表征 |
| 8.3.3 制膜实验 |
| 8.3.4 内水相实验 |
| 8.3.5 萃取实验 |
| 8.3.6 外水相实验 |
| 8.3.7 破乳 |
| 8.4 本章小结 |
| 第九章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果和发表的论文 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）浮选法综合回收利用低碳品位废旧阴极工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 铝电解废旧阴极处理国内外研究现状 |
| 1.3 浮选法的主要问题及本文主要研究内容 |
| 1.4 本文创新点 |
| 第二章 废旧阴极的组成及物化性能分析 |
| 2.1 废旧阴极的组成 |
| 2.2 废旧阴极的浸出毒性及燃烧特性 |
| 2.3 废旧阴极的破碎性能及磨矿特性曲线 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 基于PIV技术的XFD浮选机流场研究 |
| 3.1 PIV技术简介 |
| 3.2 XFD浮选机流场结构研究 |
| 3.3 浮选机转速对流场的影响 |
| 3.4 XFD浮选机气泡参数测量 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 废旧阴极浮选动力学研究 |
| 4.1 动力学模型 |
| 4.2 研究对象的选择 |
| 4.3 磨矿粒度对浮选的影响及动力学 |
| 4.4 浮选机转速对浮选的影响及动力学 |
| 4.5 矿浆浓度对浮选的影响及动力学 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 浮选药剂实验研究 |
| 5.1 捕收剂种类及用量实验 |
| 5.2 捕收剂的复配 |
| 5.3 捕收剂的乳化 |
| 5.4 起泡剂实验 |
| 5.5 水玻璃用量及添加方式实验 |
| 5.6 分散剂实验 |
| 5.7 PH调整剂实验 |
| 5.8 开路对比实验 |
| 5.9 小结 |
| 第六章 闭路实验、废水处理及产品检测 |
| 6.1 闭路实验 |
| 6.2 浮选废水的处理 |
| 6.3 产品性能检测 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A：博士期间发表的学术论文 |
（4）NaF-AlF3基电解质中氧化铝溶解过程研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 当代铝电解概述 |
| 2.2 氧化铝在冰晶石中的溶解 |
| 2.2.1 氧化铝在冰晶石中的溶解反应 |
| 2.2.2 氧化铝的溶解速度 |
| 2.2.3 氧化铝溶解模型 |
| 2.3 氧化铝的溶解过程研究现状 |
| 2.4 冰晶石熔盐与碳素阴极界面行为研究现状 |
| 2.5 冰晶石电解质熔盐结构研究现状 |
| 2.6 DFT密度泛函理论及其在熔盐方面的应用 |
| 2.7 课题背景与研究意义 |
| 3 实验方案及研究方法 |
| 3.1 试剂与仪器 |
| 3.1.1 试剂 |
| 3.1.2 仪器与设备 |
| 3.2 冰晶石熔盐初晶温度测试 |
| 3.3 氧化铝溶解速度测试 |
| 3.4 冰晶石熔盐在碳素阴极材料表面润湿性测试 |
| 3.5 冰晶石熔盐结构Raman测试 |
| 3.6 其他分析测试 |
| 3.6.1 X射线衍射分析 |
| 3.6.2 SEM-EDS分析 |
| 3.6.3 LECO分析 |
| 3.7 冰晶石熔盐结构量子化学计算 |
| 3.7.1 Gaussian 09软件 |
| 3.7.2 Materials studio软件 |
| 4 冰晶石-氧化铝熔盐结构及其量子化学计算模拟 |
| 4.1 冰晶石熔盐结构量子化学计算模拟 |
| 4.1.1 计算方法合理性验证 |
| 4.1.2 Al-F离子团结构模拟优化 |
| 4.1.3 Na-Al-F离子团结构模拟 |
| 4.1.4 k~+对Al-F离子团结构的影响 |
| 4.1.5 NaF-KF-AlF3系熔盐离子团结构预测模型 |
| 4.1.6 Na-Al-F离子团反应活性位预测 |
| 4.2 冰晶石-氧化铝熔盐结构量子化学计算模拟 |
| 4.2.1 Al-O-F离子团结构模拟优化 |
| 4.2.2 Na~/K~+对Al-O-F离子团结构影响 |
| 4.3 冰晶石-氧化铝熔盐结构Raman测试 |
| 4.3.1 实验过程 |
| 4.3.2 结果分析与讨论 |
| 4.4 小结 |
| 5 氧化铝在冰晶石熔盐中溶解行为 |
| 5.1 氧化铝在冰晶石熔盐中的溶解分散行为 |
| 5.1.1 实验过程 |
| 5.1.2 结果分析与讨论 |
| 5.2 氧化铝在冰晶石熔盐中的溶解速度测定 |
| 5.2.1 实验过程 |
| 5.2.2 结果分析与讨论 |
| 5.3 氧化铝溶解传质模型 |
| 5.4 超声场作用氧化铝溶解速度影响 |
| 5.4.1 超声场作用氯化钠溶解速度冷态模拟实验 |
| 5.4.2 超声场作用氧化铝溶解速度实验 |
| 5.4.3 超声场作用氧化铝溶解速度机理分析 |
| 5.5 小结 |
| 6 冰晶石-氧化铝熔盐在碳素阴极材料表面的润湿行为 |
| 6.1 钠冰晶石熔盐在碳素阴极材料表面的润湿行为 |
| 6.1.1 实验过程 |
| 6.1.2 结果分析与讨论 |
| 6.2 钾冰晶石熔盐在碳素阴极材料表面的润湿行为 |
| 6.2.1 实验过程 |
| 6.2.2 结果分析与讨论 |
| 6.3 KF对冰晶石熔盐在碳素阴极材料表面的润湿行为影响 |
| 6.3.1 实验过程 |
| 6.3.2 结果分析与讨论 |
| 6.4 碳素阴极材料孔隙结构对冰晶石熔盐润湿行为影响 |
| 6.5 冰晶石熔盐在碳素阴极表面的润湿-铺展动力学 |
| 6.6 小结 |
| 7 氧化铝溶解反应路径的密度泛函计算模拟 |
| 7.1 氧化铝晶体结构 |
| 7.2 F-离子在氧化铝晶体表面的吸附行为 |
| 7.2.1 γ-Al_2O_3(110)表面的弛豫构型 |
| 7.2.2 F-离子在γ-Al_2O_3(110)表面的吸附构型 |
| 7.2.3 差分电荷密度 |
| 7.2.4 电子态密度 |
| 7.3 氧化铝溶解反应路径的DFT计算 |
| 7.3.1 Al_2O_3(110)表面簇模型 |
| 7.3.2 Al_2O_3(110)表面溶解机理 |
| 7.4 小结 |
| 8 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）熔盐电解法制备铝锆合金的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锆和二氧化锆 |
| 1.2.1 金属锆及其应用 |
| 1.2.2 二氧化锆及其应用 |
| 1.3 锆在铝锆合金中的存在形式与作用机制 |
| 1.3.1 锆在铝锆合金中的存在形式 |
| 1.3.2 锆在铝锆合金中的作用机制 |
| 1.4 铝锆合金的结构和制备方法 |
| 1.4.1 铝锆合金的结构 |
| 1.4.2 铝锆合金的制备方法 |
| 1.5 熔盐电解法在铝基合金制备中的应用 |
| 1.5.1 制备铝基轻金属合金 |
| 1.5.2 制备铝基重金属合金 |
| 1.5.3 制备铝基准金属合金 |
| 1.5.4 制备铝基稀有金属合金 |
| 1.5.5 制备铝基稀土金属合金 |
| 1.6 本文研究意义及主要研究内容 |
| 第二章 ZrO_2在冰晶石-氧化铝熔盐体系中溶解行为的研究 |
| 2.1 ZrO_2在冰晶石-氧化铝熔盐体系中溶解度的测量 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 溶解度实验方法与装置 |
| 2.1.3 ZrO_2溶解时间的确定 |
| 2.2 ZrO_2在冰晶石-氧化铝熔盐体系中的溶解度及影响因素的研究 |
| 2.2.1 温度对ZrO_2溶解度的影响 |
| 2.2.2 熔盐组成对ZrO_2溶解度的影响 |
| 2.3 ZrO_2在冰晶石系熔盐中的溶解现象的观测 |
| 2.3.1 实验装置 |
| 2.3.2 ZrO_2溶解现象的观测 |
| 2.4 nNaF·AlF_3-ZrO_2熔盐结构的Raman光谱研究 |
| 2.4.1 实验方法 |
| 2.4.2 结果与讨论 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 ZrO_2对冰晶石-氧化铝熔盐体系初晶温度、密度和电导率的影响 |
| 3.1 测量方法与装置 |
| 3.1.1 初晶温度的测量装置与方法 |
| 3.1.2 密度的测量方法与装置 |
| 3.1.3 电导率的测量方法与装置 |
| 3.2 初晶温度的测量结果与分析 |
| 3.2.1 ZrO_2的添加对初晶温度的影响 |
| 3.2.2 回归方程的建立 |
| 3.3 密度的测量结果与分析 |
| 3.3.1 等温条件下ZrO_2对电解质密度的影响 |
| 3.3.2 不同温度下ZrO_2对nNaF·AlF_3-Al_2O_3-CaF_2系电解质密度的影响 |
| 3.3.3 NaF与AlF_3摩尔比对电解质密度的影响 |
| 3.3.4 密度回归方程的建立与分析 |
| 3.4 电导率的测量结果与分析 |
| 3.4.1 ZrO_2对电解质电导率的影响 |
| 3.4.2 等温条件下NaF与AlF_3摩尔比对电导率的影响 |
| 3.4.3 不同过热度条件下ZrO_2含量对电导率的影响 |
| 3.4.4 等过热度与等温条件下电导率的变化 |
| 3.4.5 回归方程的建立 |
| 3.4.6 电导活化能的计算 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 铝液-熔盐还原法制备铝锆合金的研究 |
| 4.1 铝锆合金的热力学计算 |
| 4.1.1 热力学计算相关数据 |
| 4.1.2 铝热还原反应的吉布斯自由能计算 |
| 4.2 铝锆合金反应的热分析 |
| 4.2.1 DSC曲线分析 |
| 4.2.2 Al-ZrO_2热还原反应过程 |
| 4.3 铝液-熔盐还原法制备铝锆合金 |
| 4.3.1 实验所用设备及原料 |
| 4.3.2 实验装置 |
| 4.3.3 铝液-熔盐还原法与铝热还原法的比较 |
| 4.3.4 还原时间对铝液-熔盐还原法制备铝锆合金的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 熔盐电解法制备铝锆合金的研究 |
| 5.1 熔盐体系电化学行为的研究 |
| 5.1.1 电极的选择 |
| 5.1.2 实验装置 |
| 5.1.3 实验方法 |
| 5.1.4 循环伏安法研究熔盐体系的电化学行为 |
| 5.1.5 计时电位法研究熔盐体系的电化学行为 |
| 5.1.6 恒电位法研究熔盐体系的电化学行为 |
| 5.2 熔盐电解法制备铝锆合金的研究 |
| 5.2.1 2.2 NaF·AlF_3-5.2mass%ZrO_2体系电解实验研究 |
| 5.2.2 熔盐电解法制备高浓度铝锆合金的研究 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（6）包头混合稀土精矿中氟碳铈矿浸出及其氟铝资源转化研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| Contents |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 稀土元素 |
| 1.1.1 稀土元素组成 |
| 1.1.2 稀土元素化学性质 |
| 1.1.3 稀土元素的应用 |
| 1.2 稀土资源概况 |
| 1.2.1 世界稀土资源 |
| 1.2.2 我国的稀土资源 |
| 1.3 包头混合型稀土精矿分解方法及研究现状 |
| 1.3.1 浓硫酸焙烧分解 |
| 1.3.2 烧碱分解 |
| 1.3.3 碳酸钠焙烧分解 |
| 1.3.4 氯化铵分解 |
| 1.4 氟碳铈矿处理工艺 |
| 1.4.1 氧化焙烧-盐酸浸出法 |
| 1.4.2 氧化焙烧-稀硫酸浸出法 |
| 1.4.3 NaOH浸出 |
| 1.4.4 酸碱联合法 |
| 1.5 配合浸出方法概述 |
| 1.5.1 无机配合剂配合浸出 |
| 1.5.2 有机配合剂配合浸出 |
| 1.6 稀土元素与非稀土元素分离 |
| 1.6.1 中和沉淀法 |
| 1.6.2 硫酸盐复盐沉淀法 |
| 1.6.3 草酸盐沉淀法 |
| 1.6.4 溶剂萃取法 |
| 1.7 稀土冶炼废水 |
| 1.7.1 稀土废水来源及种类 |
| 1.7.2 稀土废水处理 |
| 1.7.3 稀土废水处理方法的选择 |
| 1.8 冰晶石概述 |
| 1.9 包头稀土矿综合利用及清洁生产 |
| 1.10 研究计划 |
| 1.10.1 选题目的和意义 |
| 1.10.2 研究的主要内容 |
| 1.10.2.1 包头混合稀土精矿络合浸出研究 |
| 1.10.2.2 浸出液中稀土与非稀土元素分离研究 |
| 1.10.2.3 氟铝资源转化的研究 |
| 1.10.3 研究方案 |
| 1.10.3.1 包头混合稀土精矿络合浸出研究 |
| 1.10.3.2 浸出液中稀土与非稀土元素分离研究 |
| 1.10.3.3 氟铝资源转化研究 |
| 第二章 络合解离法分解包头稀土精矿研究 |
| 2.1 实验试剂及精矿原料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 研究方法 |
| 2.3.1 实验方法 |
| 2.3.2 测试方法 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 解离剂的选择 |
| 2.4.1.1 稀土精矿浸出过程热力学计算 |
| 2.4.1.2 不同解离剂对浸出过程影响研究 |
| 2.4.2 HCl-AlCl_3体系浸出稀土精矿研究 |
| 2.4.2.1 盐酸浓度对浸出过程的影响 |
| 2.4.2.2 AlCl_3浓度对浸出过程的影响 |
| 2.4.2.3 液固比对浸出过程的影响 |
| 2.4.2.4 搅拌速度对浸出过程的影响 |
| 2.4.2.5 温度对浸出过程的影响 |
| 2.4.2.6 HCl-AlCl_3体系浸出稀土精矿后各元素走向分析 |
| 2.4.2.7 稀土精矿及HCl-AlCl_3体系浸出渣XRD分析 |
| 2.4.2.8 稀土精矿及HCl-AlCl_3体系浸出渣SEM-EDS分析 |
| 2.4.2.9 HCl-AlCl_3体系浸出过程动力学研究 |
| 2.4.3 HNO_3-Al(NO_3)_3体系浸出稀土精矿研究 |
| 2.4.3.1 HNO_3浓度对浸出过程的影响 |
| 2.4.3.2 Al(NO_3)_3浓度对浸出过程的影响 |
| 2.4.3.3 液固比对浸出过程的影响 |
| 2.4.3.4 搅拌速度对浸出过程的影响 |
| 2.4.3.5 温度对浸出过程的影响 |
| 2.4.3.6 HNO_3-Al(NO_3)_3体系浸出渣XRD分析 |
| 2.4.3.7 稀土精矿及HNO3-Al(NO_3)_3体系浸出渣SEM-EDS分析 |
| 2.4.3.8 HNO_3Al(NO_3)_3体系浸出过程动力学分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 浸出液中稀土与非稀土元素的分离研究 |
| 3.1 稀土分离工艺选择 |
| 3.1.1 中和法 |
| 3.1.2 酸法 |
| 3.1.3 萃取法 |
| 3.2 实验试剂与设备 |
| 3.3 实验方法及步骤 |
| 3.4 复盐沉淀分离稀土的原理 |
| 3.5 结果与讨论 |
| 3.5.1 pH值对稀土收率的影响 |
| 3.5.2 稀土浓度对稀土收率的影响 |
| 3.5.3 反应温度对稀土收率的影响 |
| 3.5.4 反应时间对稀土收率的影响 |
| 3.5.5 硫酸钠和稀土氧化物质量之比对稀土收率的影响 |
| 3.5.6 复盐沉淀物XRD分析结果 |
| 3.5.7 复盐沉淀物SEM-EDS分析结果 |
| 3.5.8 化学分析结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 氟铝资源转化研究 |
| 4.1 铝与氟络合反应行为研究 |
| 4.1.1 实验试剂与设备 |
| 4.1.2 结果与讨论 |
| 4.1.2.1 电导率测试 |
| 4.1.2.2 氟离子示踪法 |
| 4.1.2.3 分光光度法 |
| 4.2 利用废液合成冰晶石研究 |
| 4.2.1 实验试剂与设备 |
| 4.2.2 合成冰晶石原理 |
| 4.2.3 合成冰晶石工艺流程的确定 |
| 4.2.3.1 外加氟盐的确定 |
| 4.2.3.2 调节溶液pH的碱性溶液的确定 |
| 4.2.4 冰晶石合成方法及计算 |
| 4.2.5 结果与讨论 |
| 4.2.5.1 pH对氟、铝收率的影响 |
| 4.2.5.2 温度对氟、铝收率的影响 |
| 4.2.5.3 氟铝比对氟、铝收率的影响 |
| 4.2.5.4 保温时间的影响 |
| 4.2.5.5 综合分析及测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 本论文的创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
（7）金刚石薄膜电极的制备及其在铝电解中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| CONTENTS |
| 图表目录 |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 金刚石薄膜的制备与应用 |
| 1.1.1 金刚石薄膜简介 |
| 1.1.2 金刚石结构 |
| 1.1.3 金刚石薄膜电极的制备方法 |
| 1.1.4 金刚石薄膜的生长原理 |
| 1.1.5 热丝气相沉积法 |
| 1.1.6 金刚石薄膜电极的应用 |
| 1.2 金刚石的导电性能研究及应用 |
| 1.2.1 金刚石的导电性能简介 |
| 1.2.2 提高金刚石电导率的方法 |
| 1.2.3 掺硼金刚石的导电原理 |
| 1.2.4 掺硼金刚石的应用 |
| 1.3 电解铝 |
| 1.3.1 铝电解行业发展 |
| 1.3.2 Hall-Heroult电解铝法 |
| 1.3.3 电解槽 |
| 1.3.4 电解液体系 |
| 1.3.5 低温铝电解 |
| 1.3.6 惰性阳极 |
| 1.4 课题研究目的、意义和内容 |
| 1.4.1 研究目的和意义 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 2 金刚石薄膜的制备及生长机理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.2.1 热丝气相沉积(HFCVD) |
| 2.2.2 气相沉积反应釜 |
| 2.3 制备过程及参数选择 |
| 2.3.1 样品预处理 |
| 2.3.2 实验启动 |
| 2.3.3 操作参数 |
| 2.3.4 灯丝的选取 |
| 2.3.5 压力对金刚石薄膜沉积的影响 |
| 2.3.6 温度控制对金刚石薄膜生长的影响 |
| 2.4 金刚石薄膜的基本表征 |
| 2.4.1 SEM |
| 2.4.2 AFM |
| 2.4.3 XRD |
| 2.4.4 TEM |
| 2.5 金刚石的生长机理 |
| 2.5.1 成核阶段中的气相反应 |
| 2.5.2 成核阶段中的固相反应 |
| 2.5.3 成膜的过程 |
| 2.5.4 掺硼后金刚石晶体的变化 |
| 2.5.5 金刚石颗粒的生长过程 |
| 2.5.6 金刚石薄膜中间层的研究 |
| 2.6 小结 |
| 3 金刚石薄膜的改性及碳素电极的常温电化学测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 表征仪器 |
| 3.3 金刚石薄膜的气体刻蚀 |
| 3.4 金刚石薄膜的性能比较 |
| 3.4.1 SEM |
| 3.4.2 Raman |
| 3.4.3 XPS |
| 3.4.4 热重分析(TGA) |
| 3.4.5 接触角 |
| 3.4.6 电导率 |
| 3.5 常温电化学实验 |
| 3.5.1 碳素电极在生物燃料电池中的电化学分析 |
| 3.5.2 金刚石电极常温电化学性能 |
| 3.6 小结 |
| 4 电解铝的熔剂选择及金刚石薄膜电极的高温电化学测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验装置 |
| 4.3 电解液参数选择 |
| 4.3.1 冰晶石 |
| 4.3.2 添加剂 |
| 4.3.3 初晶温度 |
| 4.3.4 氧化铝的溶解度 |
| 4.3.5 熔体密度 |
| 4.4 高温电化学测试 |
| 4.4.1 实验过程 |
| 4.4.2 反应电位及电子传递过程 |
| 4.4.3 循环伏安 |
| 4.4.4 电化学交流阻抗 |
| 4.5 电解后的电极 |
| 4.5.1 电极照片 |
| 4.5.2 电极SEM图片 |
| 4.6 小结 |
| 5 800℃下的低温铝电解过程 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验装置及药品 |
| 5.2.1 实验装置 |
| 5.2.2 实验药品及电极 |
| 5.3 实验过程 |
| 5.4 阳极产物 |
| 5.4.1 气相色谱 |
| 5.4.2 空白曲线 |
| 5.4.3 阳极气体分析 |
| 5.5 固体产物 |
| 5.5.1 产物照片 |
| 5.5.2 产物的XPS结果 |
| 5.5.3 产物的XRD结果 |
| 5.6 使用后的电极分析 |
| 5.6.1 电极电解后的表面形貌图片 |
| 5.6.2 电解后电极表面的元素分析 |
| 5.6.3 电解后电极表面的组成成分 |
| 5.7 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 建议 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）KF对铝电解质性质的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 分子比 |
| 1.2.1 分子比的定义 |
| 1.2.2 分子比的演变 |
| 1.2.3 添加剂对分子比的影响 |
| 1.2.4 分子比定义的演变 |
| 1.3 铝电解质的物相组成 |
| 1.3.1 铝电解质典型三元系物相组成 |
| 1.3.2 铝电解质多元体系的物相组成 |
| 1.4 分子比测定方法的现状 |
| 1.4.1 物理分析法 |
| 1.4.2 化学分析法 |
| 1.5 含钾盐电解质体系性质的研究 |
| 1.5.1 含钾盐电解质体系相图的研究 |
| 1.5.2 含钾盐电解质体系物理化学性质的研究 |
| 1.6 课题的提出及本文的研究内容 |
| 第二章 KF对固态铝电解质物相的影响 |
| 2.1 实验原料及试剂的纯化 |
| 2.1.1 高纯无水氟化铝的制备 |
| 2.1.2 冰晶石的纯化 |
| 2.2 实验仪器及方法 |
| 2.3 有关体系的相图分析 |
| 2.4 氟化钾与冰晶石的反应研究 |
| 2.4.1 碱性条件下Na_3AlF_6与KF的反应 |
| 2.4.2 酸性条件下Na_3AlF_6与KF的反应 |
| 2.5 不同组分下电解质的物相鉴定 |
| 2.5.1 含KF和CaF_2的电解质 |
| 2.5.2 含KF、CaF_2和LiF的电解质 |
| 2.5.3 含KF、CaF_2、LiF和MgF_2的电解质 |
| 2.6 电解质在不同KF含量下的物相鉴定 |
| 2.6.1 含KF和LiF的电解质 |
| 2.6.2 含KF、LiF、CaF_2和MgF_2的电解质 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 KF对铝电解质分子比的影响 |
| 3.1 含KF和LiF电解质分子比的定义研究 |
| 3.2 标准样品的研制 |
| 3.3 电解质组成的测定及控制 |
| 3.3.1 ICP-OES测定铝电解质中KF、CaF_2、MgF_2、LiF添加剂的含量 |
| 3.3.2 铝电解质中氧化铝含量的测定 |
| 3.3.3 电解质组成含量测定方法的确定 |
| 3.4 XRD法测定电解质分子比的结果分析 |
| 3.5 XRD法测定电解质分子比的结果校正 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 KF对铝电解质初晶温度的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 KF-AlF_3-Al_2O_3体系初晶温度的测定 |
| 4.3.2 NaF-KF-AlF_3-Al_2O_3体系初晶温度的测定 |
| 4.3.3 NaF-KF-AlF_3-CaF_2-MgF_2-LiF-Al_2O_3体系初晶温度的测定 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间主要的研究成果 |
（9）F-、Al3+、CaF2络合平衡在废液制冰晶石中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 文献综述 |
| 1.1 冰晶石 |
| 1.2 冰晶石生产工艺 |
| 1.3 冰晶石技术的应用 |
| 1.4 课题研究的目的和意义 |
| 1.5 研究内容及拟解决关键技术 |
| 2 理论研究 |
| 2.1 氟铝络合物研究 |
| 2.2 氟钙体系研究 |
| 2.3 杂质分离技术研究 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 3 冰晶石技术应用研究 |
| 3.1 原料来源 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.4 小结 |
| 4 废液中除残余氟的去除研究 |
| 4.1 实验方法 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.3 小结 |
| 5 样品表征 |
| 5.1 冰晶石检测 |
| 5.2 水样中氟的检测 |
| 6 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间主要成果 |
| 参考文献 |
（10）氟碳铈矿冶炼工艺废水合成冰晶石的研究（论文提纲范文）
| 目录 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 论文的选题意义及研究内容 |
| 1.2.1 论文的选题意义 |
| 1.2.2 论文的研究内容 |
| 1.3 氟碳铈矿冶金工艺 |
| 1.3.1 氧化焙烧-盐酸浸取工艺 |
| 1.3.2 氧化焙烧-硫酸浸出工艺 |
| 1.3.3 烧碱工艺 |
| 1.3.4 酸碱联合工艺 |
| 1.3.5 浓硫酸强化焙烧工艺 |
| 1.3.6 NH_4Cl分解工艺 |
| 1.3.7 氧化焙烧-硫酸浸出-萃取革新工艺 |
| 1.4 稀土冶炼含氟废水的治理现状 |
| 1.4.1 除氟机理探讨 |
| 1.4.2 除氟工艺探讨 |
| 1.5 合成冰晶石综述 |
| 1.5.1 冰晶石的基本性质 |
| 1.5.2 合成冰晶石工艺研究现状 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 试剂与仪器 |
| 2.1.1 试剂 |
| 2.1.2 仪器 |
| 2.2 实验方案及测试方法 |
| 2.2.1 实验方案 |
| 2.2.2 测试方法 |
| 2.3 F离子选择电极测定溶液中的氟含量 |
| 2.3.1 pH值的选择 |
| 2.3.2 标准曲线的绘制 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 NaF-Al_2(SO_4)_3法的合成与结构表征 |
| 3.1 反应机理 |
| 3.2 加料与反应方式的选择 |
| 3.2.1 实验步骤 |
| 3.2.2 投料顺序的选择 |
| 3.2.3 反应方式的选择 |
| 3.3 不同工艺参数对反应结果的影响 |
| 3.3.1 pH的影响 |
| 3.3.2 温度的影响 |
| 3.3.3 浓度的影响 |
| 3.3.4 反应时间的影响 |
| 3.4 反应作用机理 |
| 3.5 正交实验设计 |
| 3.5.1 实验方案 |
| 3.5.2 极差分析 |
| 3.5.3 交互作用 |
| 3.6 冰晶石其他质量分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 NaF-AlF_3法的合成与结构表征 |
| 4.1 反应机理 |
| 4.2 不同工艺参数对反应结果的影响 |
| 4.2.1 投料方式的选择 |
| 4.2.2 摩尔比的影响 |
| 4.2.3 pH的影响 |
| 4.2.4 浓度的影响 |
| 4.3 正交实验 |
| 4.3.1 以转化率为指标考察实验结果 |
| 4.3.2 以含量为指标考察实验结果 |
| 4.4 冰晶石其他质量分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 模拟料液及实际料液的冰晶石合成研究与表征 |
| 5.1 模拟原料液实验 |
| 5.2 洗氟液合成冰晶石实验 |
| 5.2.1 洗氟液组成 |
| 5.2.2 验证实验 |
| 第6章 结论及存在问题 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 论文的不足及建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
四、DISSOCIATION EQUILIBRIA OF CRYOLITE IN NaF-AIF_3（论文参考文献）
- [1]混合氧化物及月壤仿真样提取金属和制备氧气[D]. 刘爱民. 东北大学, 2018(01)
- [2]氟碳铈矿资源化利用新技术的理论与实验研究[D]. 何金桂. 东北大学, 2017(01)
- [3]浮选法综合回收利用低碳品位废旧阴极工艺研究[D]. 李楠. 昆明理工大学, 2015(05)
- [4]NaF-AlF3基电解质中氧化铝溶解过程研究[D]. 张亚楠. 北京科技大学, 2015(09)
- [5]熔盐电解法制备铝锆合金的研究[D]. 包莫日根高娃. 东北大学, 2015(07)
- [6]包头混合稀土精矿中氟碳铈矿浸出及其氟铝资源转化研究[D]. 张晓伟. 北京化工大学, 2014(08)
- [7]金刚石薄膜电极的制备及其在铝电解中的应用研究[D]. 王珊珊. 大连理工大学, 2014(01)
- [8]KF对铝电解质性质的影响研究[D]. 刘芳玉. 中南大学, 2011(12)
- [9]F-、Al3+、CaF2络合平衡在废液制冰晶石中的应用[D]. 张琳. 山东科技大学, 2010(03)
- [10]氟碳铈矿冶炼工艺废水合成冰晶石的研究[D]. 史伟伟. 贵州大学, 2009(S1)