超细无定形硼粉的湿法提纯与工业化

摘要

关于超细无定形硼粉的制备,实验室已经找出了最佳镁热还原工艺和湿法酸浸工艺,并且所得硼粉的主要技术指标达到了美军标SBBoron92标准.本论文主要是深入探讨小型酸浸工艺,并在此基础上进行工业试验研究,逐步将工艺推向生产,实现工业化.通过对酸浸过程的动力学分析,根据计算的浸出反应的活化能值,综合考虑中试生产实际操作条件和浸出溶剂盐酸的挥发程度,不论是小试还是工业试验,浸出过程的温度以80℃为宜.浸出过程处于扩散区,扩散为控制步骤,强化过程的方法是加强搅拌以提高液流的速度和增大紊流程度,磨细被浸出物料.本论文前期工作主要是对小型酸浸实验进行更详细深入地分析,探索生产不同品位硼粉的操作规程.后期工作是进行中试试验研究.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1硼元素概述

1.1.1硼的性质

1.1.2硼的分类

1.2无定形硼的制备方法

1.3硼及硼化合物的应用

1.3.1单质硼的应用

1.3.2硼的化合物的应用

1.4硼粉生产的水平及我国硼工业的发展状况

1.5自蔓延高温合成

1.5.1自蔓延高温合成技术的概念

1.5.2自蔓延高温合成反应的分类

1.6燃烧产物的提纯

1.6.1设备的放大与设计

1.6.2固液分离

1.6.3烘干处理

1.6.4综合利用和环保治理

1.7本课题研究的必要性和主要内容

1.7.1本课题研究的必要性

1.7.2本课题研究的主要内容

第二章小型酸浸研究实验

2.1原酸浸工艺实验

2.1.1设备、仪器及原料

2.1.2实验原理与实验步骤

2.1.3实验工艺流程

2.1.4实验内容

2.2改进酸浸工艺Ⅰ实验

2.2.1设备、仪器及原料

2.2.2实验工艺流程

2.3原酸浸工艺和改进酸浸工艺Ⅰ对比实验

2.3.1产品B、Mg含量对比实验

2.3.2产品的扫描电镜(SEM)对比

2.4改进酸浸工艺Ⅱ实验

2.4.1设备、仪器及原料

2.4.2实验工艺流程

2.4.3不同碱浓度的酸浸实验

2.5结果与讨论

2.5.1原酸浸工艺实验结果与讨论

2.5.2改进酸浸工艺Ⅰ实验结果与讨论

2.5.3原酸浸工艺和改进酸浸工艺Ⅰ对比实验结果与讨论

2.5.4改进酸浸工艺Ⅱ实验的结果与讨论

2.6小结

第三章中试酸浸研究试验

3.1引言

3.2中试酸浸生产设备

3.3试验分析

3.3.1中试原酸浸试验浸出率及产率的计算

3.3.2中试改进试验

3.3.3中试改进试验产品各成分含量和物理性能分析

3.4结果与讨论

3.4.1中试原酸浸试验浸出率及产率的计算结果与讨论

3.4.2中试改进试验结果与讨论

3.5小结

第四章不同二次还原产物的酸浸实验

4.1引言

4.2设备、仪器及原料

4.3实验内容

4.3.1不同的酸浸工艺实验

4.3.2分析与表征

4.4结果与讨论

4.4.1原料一酸浸研究实验结果

4.4.2原料二酸浸研究实验结果

4.4.3原料三酸浸研究实验结果

4.4.4硼粉的物相分析

4.5小结

第五章酸浸过程动力学分析

5.1引言

5.2浸出过程的活化能研究实验

5.2.1实验仪器及实验原料

5.2.2实验条件的确定

5.2.3燃烧产物酸浸反应实验

5.2.4三氧化二硼浸出反应实验

5.2.5氧化镁浸出反应实验

5.3浸出反应分类及动力学方程

5.3.1浸出反应分类

5.3.2简单溶解反应的动力学方程

5.3.3化学溶解反应的动力学方程

5.4结果与讨论

5.4.1燃烧产物酸浸反应实验结果与讨论

5.4.2三氧化二硼浸出反应实验结果与讨论

5.4.3氧化镁浸出反应实验结果与讨论

5.5小结

第六章结论

附录Ⅰ无定形硼粉平均粒度测定方法

附录Ⅱ无定形硼粉各含量分析方法

参考文献

致谢

作者简介