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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。