论文总字数：18426字

摘 要

碳酸锶作为重要的化工基本原料，主要用于玻壳制品，磁性物质，金属冶炼，锶盐的制备，电子部件，烟火，信号弹等。我国天青石矿虽然储量较其他国家丰富但其中矿和细泥重选处理作业收率较低，导致精矿质量上不去，且由于前些年的过度开采,资源迅速减少，这迫使国内碳酸锶生产企业研发新技术、新工艺来降低原料消耗,开发新的锶源,弥补资源不足。

本论文通过培养的枯草芽孢杆菌的一些特性，如吸附金属离子，产脲酶来分解尿素，可以富集尾矿获得产品碳酸锶。产品的相位成分，颗粒大小，形态通过X射线衍射(XRD)和扫描式电子显微镜(SEM)研究。本次实验主要分为两大步，第一步为硝酸锶的模拟实验，得到结果为枯草芽孢杆菌可进行矿化实验且最佳接种量为5ml。第二步为实际矿粉实验，实验结果表明球形碳酸锶可以在由枯草芽孢杆菌在37℃下，pH5.5条件下以天青石尾矿的矿粉和尿素作为原材料制备，且产物分布良好且颗粒大小均匀。

关键词：碳酸锶 枯草芽孢杆菌 天青石尾矿

Abstruct

As an important basic chemical raw materials, Strontium carbonate mainly used for the bulb glass, magnetic materials, metal smelting, strontium salt preparation, electronic components, fireworks. With the middlings and slime reselection operations’ lower-yields, which resulting the Concentrate’s quality decrease, and due to over-exploitation in previous years, the resources is reducing rapidly, our Celestine ore reserves are relatively abundant, though. Forcing domestic strontium manufacturers develop new technologies, and new processes to reduce the consumption of raw materials, develop new sources of strontium to make up for lack of resources.

By cultured bacillus subtilis’ certain features, such as the ability of adsorbing metal irons and producing urease, which can catalyze the urea molecule to hydrolyze, we can gather the tailings to produce the strontium carbonate. The experiment composed by two steps. The first is the simulated experiment of strontium nitrate. The result is that the bacillus subtilis can take part in the mineralize experiment. The best volume of inoculated is 5 ml. The second is actual experiment by ore powder. The phase composition, particle size and morphology of the product were studied by XRD and SEM. The result shows that Spherical strontium carbonate can be prepared by the bacillus subtili at situation of 37℃ and pH5.5, with Tailings powder of Celestire Ore and urea as the raw materials. The product is of good dispersion and has uniform particle size

Key words: Strontium carbonate; bacillus subtilis; Tailing of Celestite Ore

目录

摘 要 I

Abstruct II

第一章 绪论 1

1.1碳酸锶的应用 1

1.2资源情况 2

1.3 生产现状 3

1.3.1碳酸锶在中国发展的现状^[11] 4

1.3.2制备碳酸锶的方法 4

1.4 本次实验目的与方法 7

1.5 矿化实验 7

第二章 材料与方法 8

2.1 实验材料 8

2.1.1 实验仪器 8

2.1.2实验试剂 8

2.1.3 培养基 9

2.2 实验方法 9

2.2.1.枯草芽孢杆菌生长曲线的测定 9

2.2.2.模拟实验 9

2.2.3 实际矿粉实验 10

第三章 实验结果与讨论 12

3.1 枯草芽孢杆菌的生长曲线 12

3.2 模拟实验 12

3.2.1硝酸锶反应的产物的EDS结果、XRD图谱、SEM照片 13

3.3 实际矿粉实验 14

3.3.1 矿石粉末EDS结果，XRD图谱及SEM照片 14

3.3.2 用酸溶解矿粉并不同pH条件下样品的EDS结果，SEM照片 16

第四章 结论与展望 19

4.1 结论 19

4.2 展望 19

参考文献 20

致谢 23

第一章 绪论

1.1碳酸锶的应用

碳酸锶除作其它制备锶盐的原料外，本身也是重要的锶盐。碳酸锶可以形成白色无味粉末或颗粒。目前用锶矿石加工的锶盐产品约 40%消费于电视机显像管玻壳和液晶，约10%～15%消费于磁性材料，10%用作焰火材料(生产烟火、爆竹、信号弹)^[1]。由于采用碳酸锶生产的玻璃吸收X射线能力较强，因此用在彩电和显示器的阴极射线管的制备上较多；另外，为了缩小设备所占空间，用碳酸锶来制备电磁铁、锶铁氧体等磁性材料可以制成小型的电机、磁选机和扩音器等；用碳酸锶来生产高档陶瓷还可以减少其皮下气孔数量，扩大烧结的范围，增加热膨胀系数等。G·M·普拉尼斯等在水存在条件下以氧化锶、氢氧化锶等这类化合物的粘合剂作为添加剂，使之与碳酸锶混合，再对其混合物进行干燥成粒，制备出粒状碳酸锶^[2]。鉴于锶盐产品生产成本低，售价高，作为适销的化工出口商品，自 1979 年起进入国际市场，陆续销往日本、美国、原苏联、澳大利亚等国^[1]。可以利用碳酸锶的各种形态来应用到各个领域。以碳酸锶用来生产电子陶瓷为例，高温下电子元件的反应烧结更倾向于规格较小及比表面积较大的颗粒，因为这个是固态下的反应，而且质量传递也基本上在固相下进行。高纯度的颗粒大小小于1微米，这是形成球形碳酸锶所必需的。而且线状的碳酸锶有较强的强固作用，针形的碳酸锶可以用在微电子学产业或作为塑料，橡胶，涂层等填充器。由于碳酸锶通具有的高活性，使它可以很容易的与二氧化钛结合，生成分布均匀的钛酸锶^[3]。

龙光明等以天青石矿作为原料^[4]， 将天青石矿粉与还原煤粉按照一定比例混合焙烧得到黑色混合物， 再将其用水逆流浸取得硫化锶溶液 ；以纯碱为碳化剂， 温度控制在90～100℃之间，将硫化锶与纯碱一起搅拌，反应0.5～5小时，通过复分解反应，生成含有碳酸锶沉淀和低铁硫化碱溶液的料浆，再通过固液分离制备成碳酸锶沉淀和低铁硫化碱溶液；将获得的碳酸锶沉淀用水逆流洗涤3～5次，干燥获得高品质碳酸锶^[5]。

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