江陵凹陷地下卤水萃取法提硼实验研究

摘要

江陵凹陷大量地下卤水赋存在4000多米深地层中，属于自喷式高温高压、高矿化度卤水，主要以氯化钠和氯化钾为主，并含有丰富的微量元素如硼、锂、溴等，这些元素均具有较高的品位，有很大的潜在经济价值。本实验以江陵凹陷深层地下卤水为研究对象，进行萃取法提硼研究，探索出一条适合该地区卤水的萃取提硼工艺路线，为以后生产试验提供基础依据，最终实现卤水的综合利用。
　　首先进行蒸发浓缩，确定了蒸发浓缩倍数为4，氯化钠可析出75％左右，而硼等其他元素得到富集而几乎没有损失。
　　然后采用溶剂萃取法提硼，建立了以航空煤油为稀释剂，以异辛醇和异戊醇、异辛醇和2-乙基-1，3己二醇为混合萃取剂的萃取体系。通过实验考察了萃取剂体积分数比、萃取PH、萃取相比、萃取时间、萃取级数、饱和容量及反萃液种类、反萃液浓度、反萃时间、反萃相比、反萃级数等因素，优化了实验条件。
　　异辛醇和异戊醇混合萃取体系萃取条件:固定航空煤油体积分数为50％，萃取剂异辛醇体积分数为25％，异戊醇体积分数25％，萃取PH为1-2，萃取相比O/A为2∶1，萃取时间15min，最大萃取饱和容量为28.39g/L，经四级萃取后，萃取率可达到90％，反萃剂为H2O，反萃相比O/A为1∶1，三级逆流反萃工艺后反萃率为96％。
　　异辛醇和2-乙基-1，3己二醇混合萃取体系萃取条件:固定航空煤油体积分数为50％，萃取剂异辛醇体积分数为35％，2-乙基-1，3己二醇体积分数25％，萃取PH为1-2，萃取相比O/A为1∶1，萃取时间10min，最大萃取饱和容量为48.6g/L，单级萃取率可达到97％，反萃剂NaOH浓度为0.5mol/L，反萃相比O/A为2∶1，反萃时间为15min，单级反萃率就已达到94.57％。
　　最后通过正交试验，得出两个体系各因素对萃取效果的影响次序均为PH＞相比＞时间＞浓度，并得到两种混合萃取体系的最优参数，且认为异辛醇和异戊醇混合萃取体系为较优工艺路线。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 硼及其化合物的性质与用途

1．1．1 硼与硼酸的性质

1．1．2 硼及其化合物的用途

1．2 硼资源分布及其开发利用现状

1．2．1 我国硼资源分布

1．2．2 我国硼资源开发利用现状

1．3 分离提取硼方法概述

1．3．1 酸化法

1．3．2 沉淀法

1．3．3 浮选法

1．3．4 分级结晶法

1．3．5 离子交换法

1．3．6 溶剂萃取法

1．4 萃取提硼的国内外研究现状

1．4．1 国外研究现状

1．4．2 国内研究历史与现状

1．5 萃取机理及其研究方法

1．5．1 溶剂萃取提硼的反应机理

1．5．2 萃取机理研究方法

1．5．3 萃取方式

1．6 络合萃取剂的筛选

1．6．1 萃取剂的筛选

1．6．2 稀释剂的选择

1．7 基本概念

1．8 课题来源及研究意义

1．8．1 课题来源

1．8．2 研究目的及意义

1．8．3 研究内容

2 蒸发浓缩实验

2．1 实验目的

2．2 实验原料和仪器

2．2．1 原料

2．2．2 试剂及仪器

2．2．3 各离子的测定方法

2．3 实验方法

2．4 试验结果与讨论

2．5 本章小结

3 异辛醇、异戊醇／航空煤油混合萃取体系实验研究

3．1 实验原料、试剂和仪器

3．1．1 原料

3．1．2 试剂及仪器

3．2 实验方法及计算

3．2．1 试验方法

3．2．2 萃取过程计算方法

3．2．3 各离子的测定方法

3．3 萃取剂的性质

3．4 反应机理

3．5 萃取实验

3．5．1 萃取剂浓度的影响

3．5．2 PH值的影响

3．5．3．相比的影响

3．5．4 萃取时间的影响

3．5．5 萃取级数

3．5．6 饱和萃取容量

3．5．7 正交试验

3．6 反萃取实验

3．6．1 反萃剂的选择

3．6．2 反萃级数

3．7 萃取剂的循环利用实验

3．8 萃取提硼工艺流程图

3．9 萃取机理研究

3．10 本章小结

4 异辛醇、2-乙基-1，3己二醇／航空煤油萃取体系实验研究

4．1 实验原料、试剂和仪器

4．1．1 原料

4．1．2 试剂及仪器

4．2 实验方法及计算

4．2．1 试验方法

4．2．2 萃取过程计算方法

4．2．3 各离子的测定方法

4．3 萃取剂的性质

4．4 反应机理

4．5 萃取实验

4．5．1 萃取剂浓度的影响

4．5．2 PH值的影响

4．5．3 相比的影响

4．5．4 萃取时间的影响

4．5．5 饱和萃取容量

4．5．6 正交试验

4．6 反萃取实验

4．6．1 反萃剂的选择

4．6．1 反萃剂浓度的影响

4．6．2 反萃相比的影响

4．6．3 反萃时间的影响

4．7 萃取剂的循环利用实验

4．8 萃取提硼工艺流程图

4．9 萃取机理研究

4．10 本章小结

5 结论及展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间论文发表情况

致谢