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低浓度氢氟酸体系中MIBK萃取分离铌钽工艺的基础研究的开题报告
题目:低浓度氢氟酸体系中MIBK萃取分离铌钽工艺的基础研究
一、选题背景和研究意义
铌钽矿是重要的钽、铌、钨矿物资源,广泛应用于钢铁、电子、航空航天等领域。低浓度氢氟酸体系中铌钽分离纯化工艺常采用液液萃取分离,而萃取剂的选择直接影响到铌钽的分离效果和产品质量。MIBK(甲基异丁基酮)作为一种优良的根据硫酸盐酸解工艺条件选择的铌钽分离试剂,在西方国家已经广泛应用于铌钽的分离纯化工艺中,而在我国尚未得到广泛应用。
因此,开展低浓度氢氟酸体系中MIBK萃取分离铌钽工艺的基础研究,不仅有利于我国逐步掌握铌钽分离纯化技术,提高国内铌钽矿加工能力和产品质量,而且具有很高的经济和社会效益。
二、研究内容和思路
1.低浓度氢氟酸体系中铌、钽配位络合物的形成,利用化学平衡计算MIBK与铌铌和钽配合物的分配比和相平衡情况。
2.分别以从中型铌钽矿中自制的MIBK和进口MIBK为分离试剂,进行低浓度氢氟酸体系中铌钽分离实验,研究MIBK萃取剂浓度、萃取时间、相比和离子强度等因素对其分离效果的影响。
3.研究MIBK促进铌、钽矿物的分解反应,并对不同情况下的矿物结构和形态进行扫描电镜(SEM)、能量色散谱(EDS)和X射线衍射(XRD)分析。
4.对分离得到的铌、钽化合物进行红外光谱(IR)、拉曼光谱和核磁共振(NMR)等分析,研究其结构和性质特征。
5.在实验的基础上,总结分析MIBK萃取平衡体系的主要影响因素、优化萃取工艺条件,为实现高效、环保和省能的铌钽萃取分离工艺提供理论依据和技术支撑。
三、研究方法和技术路线
本项目采用铁火山岩型铌钽矿作为原料,在低浓度氢氟酸体系中自制MIBK及采购进口MIBK作为分离试剂,在分离时改变MIBK浓度和pH值等参数,研究其对铌钽的分离效果;利用化学平衡计算铌、钽络合物的分配比和相平衡情况;分别采用扫描电镜、能量色散谱、X射线衍射、红外光谱、拉曼光谱和核磁共振等结构和性能分析方法,对分离得到的化合物进行表征和分析。
四、预期成果和意义
预期成果:
1.在低浓度氢氟酸体系中实现MIBK对铌钽的高效分离,并研究其理论基础和机制。
2.通过SEM、EDS、XRD、IR、拉曼光谱和NMR等多种分析方法,对分离得到的铌、钽化合物进行表征和分析。
3.深入理解MIBK与铌钽络合物的配位机制,为开发改进铌钽矿加工新技术提供理论指导和技术支撑。
意义:
1.填补国内铌钽萃取分离技术的空白,提升铌钽加工技术水平,推动我国铌钽资源的高效利用。
2.推广MIBK萃取为铌钽萃取的主要方式,替代传统液液萃取方法,实现轻资产化和环境友好的低成本铌钽开采和加工。
3.为改善中国的钨、钽、铌矿山环境、劳动条件和产品质量,提高行业竞争力,推动国民经济的可持续发展做出积极贡献。
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