化工工艺学-第三章-无机化学矿物加工利用讲义.pptVIP

聊城大学2011级化工工艺学讲义;概述;1）镁矿 菱镁矿、白云石、水镁石等，主要用于生产镁盐、氧化 镁及耐火材料等。 2）石灰石矿 石灰石，主要用来生产碳酸盐、钙盐及石灰。 3）硼矿 纤维硼镁矿、硼镁铁矿，可用来加工生产硼砂、硼酸、 硼及铁等。 4）硫矿 硫磺矿、硫铁矿，用于生产硫酸和硫磺。 5）钾矿 钾石盐、光卤石、明矾石等，用于生产钾盐、硫酸钾、 硫酸铝及氧化铝等。;6）磷矿 氟磷灰石、氯磷灰石等，用于制备磷酸、磷肥和磷酸盐。 7）铝矿 铝土矿、水硬铝石、水软铝石、三水铝石、膨润土、高岭 土等，用于生产铝化合物、分子筛及催化剂载体。 8）盐矿 岩盐、海盐、湖盐等，用于制造纯碱、烧碱、硫化碱、泡 花碱、盐酸、氯乙烯及建筑材料等;化学矿物加工的方法和原理;2、重力选 利用矿石中各组分比重的差异进行选别的一种精选方法。 介质：水、有机溶剂、气流或方铅矿等配制的悬乳液。 3、磁选 利用矿石的磁化系数的差异进行选矿的一种方法。;4、浮选 泡沫浮选的简称，即利用矿石中各组分被溶剂（水或其他溶 剂）润湿程度的差异而进行的选矿方法。;泡沫分离装置;泡沫浮选矿物的流程;根据作用机制不同，浮选剂可分为如下五类： 1）捕获剂 使某些矿物表面生成一层憎水薄膜，使矿物易于与气泡结合并随气泡上升。 捕获剂分子中含有极性和非极性基团，极性基团吸附在矿物表面，而非极性基团则伸向水侧使矿物具有憎水性。;2）起泡剂 起泡剂一般是表面活性物质，含有极性和非极性基团，能定向吸附在空气和水的界面上，极性基面向水侧，而非极性基朝向空气。 常用的起泡剂：松节油、桉树油、煤焦油、甲酚某些高级醇。;3）抑制剂 为增加矿石中某些非上浮组分的亲水性而使之完全沉降，提高浮选效果。 主要有水玻璃、氨水、石灰、氰化物等。 4）调节剂 为了改变浮选介质的pH，调节其他药剂的作用，消除有害离子的影响和调节矿浆的分散度和絮凝度， 主要有石灰、碳酸钠、磷酸盐、硫化钠、硫酸等。;5）解毒剂 在矿物和水中往往存在一些能阻止矿物表面形成憎水膜使浮选不能进行的物质，这类物质统称为??选毒物。 为消除或减弱它们的负面作用，通常添加石灰、纯碱、碳酸钡、硫酸锌、硫酸铁等作为解毒剂。 在选矿时，如将有用矿物成分浮入泡沫产物中，而将脉石矿物留在矿浆中，则称其为正浮选；反之，则称为反浮选。;1、煅烧 煅烧是将矿石在低于熔点的温度下加热分解，除去挥发性组分的过程。 煅烧过程主要发生的物理和化学变化有： ①热分解。除去化学结合水，CO2，NOx等挥发性杂质，在较高温度下，氧化物还可能发生固相反应，形成有活性的化合状态； ②再结晶。可得到一定的晶形、晶体大小、孔结构和比表面； ③微晶适当烧结，以提高机械强度。;2、焙烧 矿石在低于熔点的温度下，与空气、氯气、氢气等气体或反应剂发生化学反应，改变化学组成与物理性质的过程。 焙烧过程有加添加剂和不加添加剂两种类型。;1）不加添加剂的焙烧 也称煅烧，按用途可分为： ①分解矿石，如CaCO3化学加工制成CaO，同时制得CO2； ②活化矿石，目的在于改变矿石结构，使其易于分解，例如：高岭土焙烧脱水，使其结构疏松多孔，易于进一步生产氧化铝； ③脱除杂质，如脱硫、脱除有机物和吸附水等； ④晶型转化，如焙烧二氧化钛使其改变晶型，改善其使用性质。 按生产工艺可分为烧胀法和烧结法两种。烧胀法是将原料加热至熔融温度，产生气体使其膨胀。烧结法通过加热使某些原料熔化，将整个颗粒黏结在一起。 ;2）加添加剂的焙烧 添加剂可以是气体或固体，固体添加剂兼有助熔剂的作用，使物料熔点降低，以加快反应速度。按添加剂的不同有多种类型：;①氧化焙烧 粉碎后的固体原料在氧气中焙烧，使其中的有用成分转变成氧化物，同时除去易挥发的砷、锑、硒、碲等杂质。在硫酸工业中，硫铁矿焙烧制备二氧化硫是典型的氧化焙烧。;②还原焙烧 在矿石或盐类中添加还原剂进行高温处理，常用的还原剂是碳。在制取高纯度产品时，可用氢气、一氧化碳或甲烷作为焙烧还原剂。无机盐生产中，重晶石(BaSO4＞85%)的化学加工主要采用还原焙烧法。;③氯化焙烧 在碳存在下，将矿石氯化的过程。金属氯化物具有熔点低、挥发性高、较易被还原、常温下易溶于水及其他溶剂等特点，化工生产常利用上述特性，借助氯化焙烧实现金属的分离、富集、提取和精炼的目的。金红石在流化床中加氯气进行氯化焙烧，生成四氯化钛，经进一步加工可得二氧化钛。 ;④硫酸化焙烧 硫酸化焙烧是使某些金属硫化物矿石焙烧转化为易溶于水的硫酸盐的一种焙烧加工过程。闪锌矿(ZnS)经硫酸化焙烧制得硫酸锌、硫化铜经硫酸化焙烧制得硫酸铜等。 ;⑤挥发焙烧 将硫化物矿石在空气中加热，使矿物中的有效组分转变为挥发性氧化