由蛇紋石制備氧化鎂晶須及δ-層狀結(jié)晶二硅酸鈉的工藝研究.pdf

1、蛇紋石是一種富鎂硅酸鹽礦物，其單晶層是由一層硅氧四面體和一層氫氧鎂八面體結(jié)合而成，理論化學(xué)式為3MgO·2SiO2·2H2O，主要有價(jià)元素為鎂和硅。論文研究了從蛇紋石中提取這兩種元素制備氧化鎂晶須及δ-層狀結(jié)晶二硅酸鈉的生產(chǎn)工藝;并對(duì)生產(chǎn)過(guò)程所需的設(shè)備進(jìn)行了選型，經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了估算，對(duì)其環(huán)保情況進(jìn)行了分析;同時(shí)利用XRD、SEM、光學(xué)顯微鏡等手段對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與形貌進(jìn)行了表征。論文獲得的主要結(jié)果如下:
　　 (1)在課題組前期工作研

2、究的基礎(chǔ)上，對(duì)安徽某地區(qū)蛇紋石酸浸、凈化、堿浸步驟進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，得到最佳工藝條件。在此酸浸條件下，蛇紋石中氧化鎂的浸出率為98.40％;在此凈化條件下，氧化鎂的回收率為92.12％;在此堿浸條件下，二氧化硅的浸出率為95.35％。
　　 (2)確定的由凈化步驟得到的精制硫酸鎂溶液制備前驅(qū)體三水合碳酸鎂晶須的最佳工藝條件為:反應(yīng)物料配比nMg∶n碳銨=1∶2、反應(yīng)物初始濃度C(Mg2+)=0.5mol/L、反應(yīng)溫度為50℃、反應(yīng)

3、時(shí)間為50min、反應(yīng)溶液pH為9.5、添加劑CXC-13的加入量為總體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1％。在此條件下制得的三水合碳酸鎂晶須直徑為2-8μm、長(zhǎng)度為20-130μm，長(zhǎng)徑比為10-16。
　　 (3)確定的由三水合碳酸鎂晶須煅燒制得氧化鎂晶須的最佳工藝條件為:煅燒溫度600℃、煅燒時(shí)間2h。在此條件下，制得的氧化鎂晶須直徑為1-3μm、長(zhǎng)度為5-45μm，平均長(zhǎng)徑比大于10;分析結(jié)果表明，由精制硫酸鎂溶液制備氧化鎂晶須的工藝中，氧

4、化鎂的回收率為81.50％。
　　 (4)確定的由堿浸步驟得到的水玻璃制備δ-層狀結(jié)晶二硅酸鈉的最佳工藝條件為:溶液模數(shù)為2.0、干燥溫度和干燥時(shí)間為160℃和2.5h、煅燒溫度和煅燒時(shí)間為720℃和30min。在此條件下制得的產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)均符合層狀結(jié)晶二硅酸鈉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T20214-2006)的要求，其中鈣、鎂離子交換能力分別為319mg/g、420mg/g;主組分含量ω(Na2O+SiO2)為99.86％。此步驟中