堿分解含鎂硅酸鹽的光譜學(xué)研究.pdf

1、隨著鎳需求量的增加，以及世界上硫化鎳礦資源的日益枯竭，對(duì)硅酸鹽型的鎳礦應(yīng)用的重要性日益凸顯。堿熔融和堿焙燒處理硅酸鹽型紅土鎳礦是鎳礦利用的一種重要手段，利用譜學(xué)方法研究硅酸鹽在堿體系中的化學(xué)反應(yīng)歷程與反應(yīng)機(jī)理等問(wèn)題，將為高效利用硅酸鹽型礦物中的有價(jià)元素提供重要的理論基礎(chǔ)。
　　本文以Na2SiO3、MgCl2(MgSO4)為原料，采用沉淀法和固相燒結(jié)法制備了偏硅酸鎂(MgSiO3)、鎂橄欖石(Mg2SiO4)和硅酸鎂鎳(MgNiS

2、iO4)，并以制備的這三種含鎂硅酸鹽為反應(yīng)原料，利用譜學(xué)方法進(jìn)行堿熔融反應(yīng)機(jī)理研究。取得以下研究結(jié)果:
　　以Na2SiO3和MgCl2(或MgSO4)為原料，利用沉淀法可制備出MgSiO3;采用改進(jìn)的固相燒結(jié)法可制備出單相Mg2SiO4和MgNiSiO4;高溫焙燒后可得橄欖石相結(jié)構(gòu)組成，鎳離子以異質(zhì)同相的方式存在于Mg2SiO4橄欖石相中。通過(guò)對(duì)樣品的紅外和拉曼光譜的分析表明，MgSiO3中的硅氧四面體主要是以兩個(gè)橋氧連接構(gòu)成的

3、鏈狀(Q2)結(jié)構(gòu)，而Mg2SiO4和MgNiSiO4為不含有橋氧的島狀(Q0)結(jié)構(gòu)。
　　對(duì)含鎂硅酸鹽堿熔融不同階段的XRD分析、紅外光譜分析和拉曼光譜分析表明，硅酸鹽與熔融堿的反應(yīng)不是以陽(yáng)離子交換開(kāi)始的;MgSiO3的堿熔反應(yīng)過(guò)程中Si-Ob-Si鍵被(Si-O-M)的結(jié)構(gòu)取代，生成Na2MgSiO4、Mg2SiO4等中間產(chǎn)物，堿熔反應(yīng)最終產(chǎn)物為Mg(OH)2和Na4SiO4，拉曼光譜可以在線分析出堿熔融反應(yīng)使鏈狀結(jié)構(gòu)硅氧四面體

4、轉(zhuǎn)化為島狀結(jié)構(gòu)，MgSiO3中的橋氧鍵(Si-O-Si)被逐次斷開(kāi)，并且被(Si-O-M)取代。 NaOH對(duì)島狀結(jié)構(gòu)的Mg2SiO4和MgNiSiO4作用中Na離子對(duì)Mg離子和Ni離子的替換是逐次進(jìn)行的，并且存在優(yōu)先替換Ni離子的趨勢(shì);并且通過(guò)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間、增加堿的用量與提高溫度均能夠明顯提高堿熔融反應(yīng)進(jìn)程。
　　硅酸鹽與堿熔融反應(yīng)中，反應(yīng)堿礦比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度的增加都可提高硅溶出率，其中堿礦比對(duì)反應(yīng)起決定性作用;當(dāng)堿礦比較低