【摘 要】
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锗作为稀缺资源是各个国家的重要战略储备物资。我国作为锗资源生产和消费的第一大国,如何实现生产工艺的优化以及锗资源的循环利用成为了缓解锗资源紧张的重要手段。目前,我国锗资源主要是从褐煤燃烧的粉煤灰中、炼锌矿的尾渣中以及废光纤中获得。本论文针对目前的粉煤灰提锗中锗浸出率低、光纤固废锗硅分离效果不佳、环境污染重等问题开展研究,主要研究内容与结果如下:(1)使用不同种类的酸对粉煤灰进行浸出处理,发现采用酒
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锗作为稀缺资源是各个国家的重要战略储备物资。我国作为锗资源生产和消费的第一大国,如何实现生产工艺的优化以及锗资源的循环利用成为了缓解锗资源紧张的重要手段。目前,我国锗资源主要是从褐煤燃烧的粉煤灰中、炼锌矿的尾渣中以及废光纤中获得。本论文针对目前的粉煤灰提锗中锗浸出率低、光纤固废锗硅分离效果不佳、环境污染重等问题开展研究,主要研究内容与结果如下:(1)使用不同种类的酸对粉煤灰进行浸出处理,发现采用酒石酸浸出时,当溶液中酒石酸浓度为80g/L、浸出温度为50℃、时间为2h、固液比为10时,粉煤灰中锗的浸出率在该体系下达到最大(74%左右)。研究不同助浸剂的影响时,发现当采用助浸剂H2O2时,上述条件不变且溶液中H2O2的浓度为0.1%时,此时粉煤灰中锗的浸出率在该体系下达到最大值(85%左右)。研究表面活性剂的影响时,当溶液中阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠的浓度为3.33g/L时,上述条件不变,粉煤灰中锗的浸出率在该体系下达到最大值(84%左右)。针对过滤后的含锗溶液,通过单宁酸实现粉煤灰浸出液中锗的沉淀,当溶液中单宁酸的量为1.2g/L时,此时锗的沉淀率达到97%,同时通过XRD和XRF表征分析,锗元素成功进入到沉淀产物中。(2)当溶液为碱性时,树脂开始吸附溶液中的锗,当pH大于10时,其吸附率可达99%以上。温度的提升对自制树脂吸附锗的速率有促进作用。在静态吸附条件下,树脂的单位饱和吸附量为47.5mg/g。通过动力学以及等温吸附模型拟合,该吸附更符合准二级动力学以及Langmuir等温吸附模型。在动态吸附体系下,测得自制树脂的单位体积动态饱和吸附量为17.2mg/g;并通过Design-Expert软件的响应面分析,得出三种因素对树脂吸附锗的影响依次为初始液中锗浓度>流速>温度,且实验数据与响应面分析预测数据较吻合。对于自制树脂的循环使用性能,循环5次后,锗的吸附率均在99%以上,锗的脱附率均在90%以上。通过SEM分析,自制树脂的表面呈介孔状;而通过FT-IR的分析,可以得出树脂表面的葡甲胺官能团与锗发生了显著的络合作用。对于自制树脂的洗脱液,当pH值为10时,MgO对锗的吸附率达到最好,其中MgO对锗的单位体积饱和吸附量为3811mg/g。
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