当前位置: 农业机械 >> 农业机械前景 >> 一文了解矿物机械力化学活化强化浸出技术
天然矿物中富含的大量金属或非金属元素,为化工、能源、农业、冶金等人类工业生产环节提供了重要的原材料。从资源有效利用的角度,应尽可能地实现矿物中有用元素的最大化提取。
但是,各类天然矿物的晶格能过高,必须进行活化才能实现有效利用。通过机械力化学活化,可以使输入的机械能以晶格畸变、位错等缺陷形式转变为化学能,储存在矿物晶体中,使其处于较高活性状态,利于有用组分的浸出提取。 Zhang等使用行星式球磨机干磨蛇纹石,考察活化前后蛇纹石在酸溶液中镁和硅的浸出效果。结果显示,机械力化学作用引发蛇纹石结构中镁原子周边组织的无序化,特别是与镁八面体相连接的羟基的脱离,导致了蛇纹石的非晶化,提高了其结构中各原子的反应活性,使镁和硅的酸浸出率相较于活化前有了大幅度的提升。 刘淑红等研究发现,在干磨活化体系中提高球磨机研磨强度、采用无助磨剂或增加浸出剂碱 的用量,均可以强化未经焙烧的煤矸石中硅的浸出;在此基础上,他们又研究了不同机械力化学活化设备及条件对低品位磷矿中磷的强化浸出,发现采用AGO-II高能球磨机,在恒温条件下,球料比为20:1,时间5min,加入助磨剂后,可使磷的最大浸出率从原料的3.1%提高到15.3%。 在机械力化学活化强化黄铜矿中铜的浸出研究中,Li等同样证实,提高研磨强度、增加氧化剂用量可以显著提高铜的浸出效果:在K、pH为1.0的浓硫酸中反应1.5h后,铜的浸出率提高到了98%以上。 在各类粘土矿物中,云母类矿物因其结构中含有大量的碱金属元素,而被视为重要的资源型矿物。例如,白云母和金云母中大量赋存的钾元素,是植物生长过程中仅次于氮元素的最主要养分,钾肥也是最重要的农用肥料之一。而近年来随着锂电池的广泛应用,市场对锂资源的需求也持续上升,使得天然含锂矿物锂云母也备受 SAID等研究发现,将金云母进行无溶剂球磨后,其理化反应活性得到明显改善。r/min研磨2h后,金云母中钾离子在水中的溶出率始终低于20%,而在2%的柠檬酸中则可以实现几乎%的钾离子溶出,使其可以作为高效缓释型钾肥进行使用,促进了农业的可持续发展。 受此启发,LIU等又进一步研究了使用不同助磨剂球磨活化白云母,以提高其中钾与硅在柠檬酸中的浸出能力:无助磨剂时,r/min活化2h的白云母中硅溶出率由原矿的0.23%升高至16.05%,钾溶出率由2.62%升高至81.39%。而在加入助磨剂CaCl2和MgSO4后,使白云母中的硅在柠檬酸中的溶出率分别达到了47.33%和46.54%。 锂云母是最主要的天然含锂矿物之一,目前主要采用硫酸法和石灰石煅烧法提取其中的锂。为了克服传统工艺中的高温和高酸耗带来的环境和能源问题,何明明等研究采用机械力化学活化法,在活化过程中以K2SO4为活化添加剂,强化锂云母中惰性Li-O配位结构活化转型,在温和稀硫酸中实现了最优条件下99.1%的锂高效浸出率,为锂资源加工提供了新的思路。 资料来源:《刘春琦,马天,李钊,等.天然矿物的机械力化学活化改性研究进展[J].金属矿山,(10):75-81》,由编辑整理,转载请注明出处!