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固体废物被认为是放错了地方的“资源”,在资源和能源日益枯竭的今天,如何资源化开发利用固体废物已经成为世界各国普遍关注的问题。妥善处理固体废物不仅能改善环境,还能缓解当今能源与资源紧张的局面,因此实现固体废物的综合利用,保持经济的可持续发展具有重要的现实意义。
水晶石废料是生产水晶的下脚料,二氧化硅质量分数达70%以上,氧化铈和氧化钠、氧化镁等物质。二氧化硅和二氧化铈已广泛应用于工业,是用途广泛的新材料。
本文采取经济合理的技术路线,经技术经济比较,优化二氧化硅和二氧化铈的分离工艺,确定最佳的工艺参数。试验的主要研究内容:
(1)预处理试验研究
以盐酸与磷酸为处理剂,以杂质去除率为控制指标,确定预处理参数:盐酸1.0mol/L,用量100mL,反应时间1.0h,常温搅拌。
(2)二氧化硅与二氧化铈分离试验研究
对含有二氧化铈和二氧化硅的固体混合物,选择硫酸和双氧水为试剂,以二氧化硅纯度为控制指标,确定参数为:0.5mol/L硫酸100mL,30%双氧水15mL,水浴温度70℃,时间1.5h。二氧化硅百分含量达99%以上。
(3)二氧化铈提纯试验研究
氨水、草酸和碳酸氢铵为沉淀剂,以二氧化铈纯度为控制指标,分析了不同沉淀剂的控制参数。氨水为沉淀剂的参数:0.5mol/L的氨水200mL,焙烧温度400℃,焙烧2h,二氧化铈含量达98%以上;草酸为沉淀剂的参数:0.25mol/L草酸40mL,控制pH=5~6,500℃温度焙烧4h,二氧化铈含量达96%以上;碳酸氢铵为沉淀剂参数:0.20mol/L碳酸氢铵60mL,pH=5~6,500℃温度焙烧0.5h,二氧化铈含量达98%以上。
加工1吨废料,氨水、草酸和碳酸氢铵为沉淀剂计算得到的效益分别为728、661和1211元,此产品可回用于原料。