电解精炼—区域熔炼法制备高纯铟试验研究

联合电解精炼与区域熔炼法,制得99.9999%的高纯铟。通过试验探讨了电解精炼的原理,并分析了区域速度、区域次数对铟纯化的影响。试验表明,粗铟通过电解精炼可以制得99.999%的高纯铟,再经区域速度为20 mm/h,区熔次数为8次的区域熔炼可以获得99.9999%以上的高纯铟。     

电解精炼—区域熔炼法制备高纯铟的实验研究

本文联合电解精炼与区域熔炼法,制得99.9999%的高纯铟。通过实验探讨了电解精炼的原理,并分析了区域速度、区域次数对铟纯化的影响。实验表明：粗铟通过电解精炼可以制得99.999%的高纯铟,再经区域速度为20mm/h,区熔次数为8次的区域熔炼可以获得99.9999%以上的高纯铟。     

电解精炼制备高纯铟的电化学行为研究

考察了铟电解精炼中铟离子浓度以及氯化钠浓度对铟电解的电化学行为影响,并运用X射线衍射(XRD)、X射线能谱仪(EDS)分析了阳极异常产物。结果表明,当铟离子浓度为70 ～80 g/L、NaCl浓度为100 g/L、电解液pH值为2～2.5、电流密度为55 A/m~2时,经辉光放电质谱(GD-MS)检测分析得铟的主含量达到99.9997%以上,各杂质均达到5N高纯铟YS/T 264-2012的标准。当铟离子浓度大于100 g/L时,阳极铟在溶解时有少量以In+的形式进入溶液,在阳极板上发生歧化反应生成黑色海绵铟;同时阳极板上析出的白色物质主要为InOHSO_4 (H_2O)_2,由于In~(3+)浓度过高水解沉淀析出,使电解液条件恶化阴极产品质量不达标。     

高纯铟电解精炼提纯方法的研究

本文研究了铟电解精炼提纯的方法及工艺。设计了以铟离子浓度、NaCl浓度、电解液pH值以及电流密度为实验因素的L9(3,4)正交实验,以期能够获得铟电解精炼较优工艺参数。结果显示,当铟离子浓度为70 g/L、NaCl浓度为60 g/L、电解液pH为1.5、电流密度为65 A/m2时,样品的电解精炼效果最好,铟的主含量达到99.9998%以上,其他杂质达到5N高纯铟YS/T 264—2012的标准。     

电解精炼法制备高纯铟

以4N精铟为原料,采用铟电解精炼法提纯制备高纯铟。设计了以铟离子浓度、Na Cl浓度、电解液pH值以及电流密度为实验因素的L9(34)正交试验,获得了铟电解精炼较优工艺参数条件。结果显示,当铟离子浓度为70 g/L、Na Cl浓度为60 g/L、电解液pH值为1. 5、电流密度为65 A/m2时,样品的电解精炼效果最好,铟含量达到99. 999 8%以上,其他杂质达到5N高纯铟YS/T 264—2012的标准。     

真空蒸馏-籽晶定向凝固工艺制备半导体用高纯铟

采用真空蒸馏-籽晶定向凝固工艺制备6N及以上高纯铟,考察了蒸馏温度、凝固速度及凝固次数对杂质脱除率的影响,并对半导体用高纯铟进行了表面分析及其纯度测定。结果表明,真空蒸馏温度1 273 K、保温时间60 min、定向凝固温度150~170 ℃、籽晶转速5 r/min、坩埚转速15 r/min、凝固速度20 mm/h、凝固次数3次条件下,高纯铟产品纯度达到6N及以上超高纯铟标准,该工艺所得金属铟结晶度高,呈现出片状结构,金属呈单晶相,实现了6N及以上金属铟的稳定结晶,并且金属铟没有腐蚀和表面氧化,该半导体用高纯铟制备工艺所得产品纯度高、制备过程能耗低和效率高,利于实现产业化。     

云贵川交界处地氟病区晚二叠世煤的酸度分布

为探讨云贵川交界处晚二叠世煤的酸度分布规律及其对地氟病的可能影响,在云南威信、镇雄,贵州赫章、大方、金沙及四川古蔺、叙永8个县区共采集龙潭组煤样83件,分别用pH计、重量法、高温燃烧-热水解法对其酸度、硫酸根及氟含量进行了测定,结果表明：研究区晚二叠世龙潭组煤的表观酸度pH值为1.86～8.62（均值5.70,n=83）,酸性煤（pH≤5.6）与正常煤(pH＞5.6)所占比例分别为41%,59%,且97.1%的酸性煤为露头煤;露头煤样的pH总分布范围为1.86～8.62,均值达到4.86 (n=55),其中33件酸性露头煤pH均值低至3.39(1.82～5.50,n=33);矿井煤的pH为4.45～7.94,均值7.34(n =28),指示露头煤的酸性显著强于矿井煤。实测煤样硫酸根含量为249～64 706 μg/g（均值7 070 μg/g,n=83）。煤中氟含量为44～382 μg/g,均值120 μg/g (n=83),接近于中国煤中氟的背景值（130 μg/g）。酸性煤的pH与其硫酸根含量的负对数p(SO2-4)成正相关（相关系数：0.62）,表明煤中酸的存在形式可能为酸性硫酸盐如KHSO4或NaHSO4。推论是当这种酸性露头煤与当地高氟黏土混合使用,在燃烧或加热条件下,两者必将发生化学反应而释放出氟化氢（HF）。     

铟生产中锌含量的控制

研究了在铟生产中的置换过程和电解精炼过程中的酸度对锌含量的影响,以及锌含量的控制。在置换过程中,当酸含量控制在15～25g/L时,能控制反应的速度,从而降低粗铟中锌的含量;在电解精炼中,溶液的pH值为2～3,可使铟中锌的含量降低至0 5μg/g,并提出了采用硫酸或氢氧化钠来控制溶液酸度的方法;用海绵铟熔铸阳极时,采用NaOH熔炼的同时,加入NaCl能降低碱性熔渣的黏度,提高NaOH对Zn(OH)2、Na2ZnO2等的吸收能力,降低铟中锌的含量。     

某低品位菱锰矿硫酸浸出—金属离子杂质脱除试验研究

为确定低品位菱锰矿石资源的合理开发利用工艺,以广西某贫菱锰矿石湿式磁选精矿(锰含量为18.98%,90.31%的锰以碳酸锰形式存在)为原料,进行了硫酸酸浸—金属阳离子杂质脱除工艺研究。结果表明:(1)试样硫酸浸出的适宜条件为酸矿比0.8,液固比8 m L/g,常温下浸出60 min,锰浸出率为93.02%。(2)浸出液中的金属离子杂质可通过水解沉淀和硫化沉淀方法去除。水解沉淀部分Fe2+氧化剂Mn O2加入量为3 g/L时,调矿浆pH=5.2~5.5,常温下沉淀30 min,铁脱除率达99.98%。硫化沉淀部分的S2-浓度为5×10-3mol/L,pH=5.2,常温沉淀50min时,以Ni2+为代表的其他离子浓度可降至1 mg/L以下。     

高纯硫酸锰制备球形四氧化三锰的研究

以高纯硫酸锰、片碱及氯化铵为原料, 采用化学络合沉淀法制备球形四氧化三锰, 通过优化氨锰比、搅拌强度、pH值、温度等工艺参数, 于30 L反应器中制备出球形四氧化三锰产品。实验结果表明, 在锰浓度120 g/L、pH值8.3~8.7、铵锰比1∶4、搅拌频率40 Hz时, 能够得到Mn含量70.4%、Na含量0.019%、S含量0.048%、颗粒粒径D₅₀=10.50 μm、比表面积0.44 m²/g、振实密度2.41 g/cm³、具有良好分散性的球形四氧化三锰。     

铟电解提纯中明胶的影响

研究了铟电解提纯中明胶对阴极过电位、槽电压、阴极铟表面质量、杂质含量的影响。实验结果表明, 加入明胶可以增加阴极过电位, 细化晶粒, 抑制阴极尖端晶粒生长, 得到光滑、致密的阴极铟, 降低杂质含量, 同时增大槽电压;在铟的电解过程中, 明胶加入量为1 g/L时, 可以获得光滑、平整的阴极铟, 总杂质含量低, 达到YS/T 264-2012高纯铟In-05标准。     

低射频功率-电感耦合等离子体质谱法测定高纯石英样品中痕量钾

碱金属元素钾作为高纯石英产品中重要的杂质元素,其含量的准确测定对科学评价、开发高纯石英产品意义重大。采用常压混酸浸取—高温挥发除酸的方式进行高纯石英样品的化学前处理,基于电感耦合等离子体质谱仪,在低射频功率下,以50 ng/mL铷为内标元素,大幅消除了钾元素测定中背景产生的质谱干扰,实现了高纯石英样品中痕量钾元素的测定。对测试过程中的样品称样量、质谱测定中的射频功率、采样深度、载气流速等进行了条件优化。最终在称样量1.000 0 g、射频功率800 W、采样深度5.6 mm、载气流速1.06 L/min的最优条件下,经测定钾质量浓度在0.100~50 ng/mL范围内与其质谱强度呈线性相关,相关系数为0.999 6。以1.000 0 g称样量计,方法对高纯石英中钾的检出限为0.057 μg/g,定量限为0.191 μg/g。选择典型商品化高纯石英样品进行本方法的应用试验,每个样品平行测定9次,并进行加标回收率试验和方法比对试验,测定值与石墨炉原子吸收光谱法的测定结果基本一致,相对标准偏差(RSD)在2.9%~5.1%之间,加标回收率在96.4%~105.4%之间。      

原子荧光光谱法测定铁矿石中的汞

提出了铁矿石中汞含量的原子荧光光谱测定法。通过试验确定了溶样方法、试液酸度、干扰元素的允许量及仪器工作条件。该方法检出限为0.032 μg/L,精密度为4.5%,线性范围为0~40 μg/L,加标回收率为97.2%~104.8%,可应用于铁矿石中汞含量的日常检测。     

硫化铟常规酸浸和氧化酸浸试验研究

用人工合成的硫化铟模拟实际硫化铟,研究了硫化铟在硫酸体系中常规浸出和以高锰酸钾、双氧水为氧化剂的氧化浸出的浸出效果和工艺条件。结果表明：在搅拌速度为800 r/min、物料粒度为75~96 μm、液固比为300∶1、温度为80 ℃、硫酸初始浓度为2.0 mol/L的条件下,常规浸出60 min,铟的浸出率为84.9%;而在相同条件下加入氧化剂KMnO₄或H₂O₂进行氧化浸出,只需20 min就可使铟的浸出率达到94.9%或92.8%。在温度＜70 ℃时,氧化剂的效应起主要作用,高锰酸钾的氧化效果比双氧水更明显;在温度＞70 ℃时,温度效应占主导地位,两种氧化剂的影响差别不大。     

掺Fe3+锐钛型TiO2的制备及其紫外光照下催化降解苯胺

用水热法制备了掺Fe³⁺的TiO₂晶体粉末Fe³⁺/TiO₂,并通过XRD、SEM和TEM等手段对它进行了表征。研究了在紫外光照下Fe³⁺/TiO₂对苯胺的催化降解效果。分析了苯胺初始浓度、掺Fe³⁺量、Fe³⁺/TiO₂用量、光照时间和溶液初始pH值等因素对光催化效率的影响。结果表明: 所制备的TiO₂晶体为锐钛矿型即A-TiO₂;晶体粉末由直径约2.5 μm的TiO₂微米球组成,各微米球则由八面体型的TiO₂纳米晶体(长度1~1.5 μm)通过自组装形成,八面体的三角形边长100~200 nm;在50 mg/L的苯胺溶液中(pH=7),掺杂0.2%(摩尔分数)Fe³⁺的A-TiO₂粉末用量为0.5 g/L时,室温下紫外光照(λ=365 nm)反应45 min,苯胺降解率达到73.84%。     

原子荧光光谱法测定铁矿石中的铅

采用混酸溶解铁矿,加入掩蔽剂消除测试时某些元素的干扰,并用增感剂增加生成铅烷的几率,用原子荧光光谱仪测定试液中铅的含量。通过试验确定了最佳酸度及仪器测定最佳条件,对干扰元素的允许量进行了研究。本方法检出限为0.94μg/L,精密度为4.5%,线性范围为0~80μg/L,回收率为95.5%以上。     

代汞缓蚀剂用氧化铟粉末的制备

采用沉淀法, 以精铟、硝酸、氨水为原料, 纯水为底液, 制备出了纯度、粒度和分散性良好的氢氧化铟沉淀物, 该沉淀物经过喷雾干燥、煅烧得到符合代汞缓蚀剂用粉末状氧化铟。沉淀法制备氧化铟粉末的适宜工艺为: 反应温度85 ℃, 硝酸铟溶液中铟离子浓度0.8 mol/L, 硝酸铟溶液滴加速度400 mL/h, 机械搅拌转速900 r/min, 煅烧温度850 ℃, 煅烧时间2 h。此工艺条件下所得氧化铟样品纯度高于99.99%, 粒度分布均匀, 各杂质含量符合国家标准, 满足电池代汞缓蚀剂的使用要求。