蛇纹石制取六水氯化镁及轻质氧化镁工艺研究

摘要

蛇纹石是一种天然的由硅氧四面体晶片和氢氧镁八面体晶片结合而成的层状含镁硅酸盐矿物。论文以蛇纹石为原料,经过盐酸浸取与过滤,使蛇纹石中的氧化镁与二氧化硅分离,用XRD对盐酸浸取前后的蛇纹石进行了测试;将得到的酸浸溶液经过净化处理后分别制取六水氯化镁和轻质氧化镁,并对六水氯化镁和轻质氧化镁的生产过程进行了经济效益估算和环保分析。
　　论文开展的主要工作及获得的主要结果如下:
　　(1)研究了蛇纹石盐酸浸取工艺,确定的酸浸最佳工艺条件为:盐酸用量理论量、反应温度90~100℃、反应时间3~3.5h、液固比3:1~4:1、矿石粒度小于125μm、搅拌速率大于500r/min;在此条件下氧化镁浸出率可以达到98％以上,该步氧化镁回收率大于92％。根据反应前后蛇纹石的XRD分析结果知,酸浸后的蛇纹石结构几乎全部被破坏,其中的镁等可溶性成分进入溶液,而硅以非晶态活性二氧化硅(SiO2·nH2O)的形式存在于固相中。
　　(2)研究了蛇纹石酸浸液制取六水氯化镁工艺,确定了净化步骤沉淀剂为氢氧化镁,选用先加固体后加液体的加料方式;考察了影响六水氯化镁品质的主要因素,获得的最佳工艺条件为:冷却终止温度20~40℃、冷却速率2~4℃/min、搅拌速率30~40r/min、过饱和度40.8％~41.00％、干燥温度70~80℃、干燥时间1h~1.5h。此条件下产品六水氯化镁纯度可达46％以上,主组分含量达到工业氯化镁标准GB8453-87的要求;氧化镁一步回收率可达74％以上。
　　(3)研究了蛇纹石酸浸液制取轻质氧化镁工艺,用氨水作为沉淀剂,考察了影响轻质氧化镁品质的主要因素,获得的最佳制备条件为:氨水与碳酸氢铵摩尔比0.10~0.22、总氨量1.0~1.1倍理论量、镁离子浓度30~35g/L、反应温度50~55℃、热解温度80~90℃、干燥温度130~150℃、干燥时间3~5h、煅烧温度800~850℃、煅烧时间3~3.5h。最佳条件下碱式碳酸镁纯度大于42％,主组分含量符合工业水合碱式碳酸镁标准HG/T2959-2000优等品要求,氧化镁一步回收率大于90％;轻质氧化镁纯度大于98％,主组分含量符合工业氧化镁标准HG/T2573-94优等品要求。
　　(4)对六水氯化镁和轻质氧化镁生产设备进行了选型、经济效益进行了估算、环保情况进行了分析。

目录

摘要

Abstracts

致谢

目录

插图清单

插表清单

第一章 前言

1.1 蛇纹石综合利用研究现状

1.1.1 蛇纹石中镁硅提取分离方法研究现状

1.1.2 蛇纹石中镁的利用现状

1.1.3 蛇纹石中硅的利用现状

1.2 六水氯化镁生产及应用研究现状

1.2.1 六水氯化镁性质及应用现状

1.2.2 六水氯化镁生产方法

1.3 轻质氧化镁生产及应用研究现状

1.3.1 轻质氧化镁性质及应用现状

1.3.2 轻质氧化镁生产方法

1.4 研究目的和主要内容

第二章 蛇纹石盐酸浸取工艺研究

2.1 原理

2.2 实验

2.2.1 实验原料

2.2.2 实验仪器

2.2.3 实验方法

2.2.4 分析方法

2.3 结果与讨论

2.3.1 反应温度对氧化镁浸出率的影响

2.3.2 反应时间对氧化镁浸出率的影响

2.3.3 盐酸用量对氧化镁浸出率的影响

2.3.4 液固比对氧化镁浸出率的影响

2.3.5 搅拌速率对氧化镁浸出率的影响

2.3.6 矿石粒径对浸出速率的影响

2.3.7 蛇纹石矿酸浸前后XRD分析

2.4 小结

第三章 六水氯化镁制备工艺研究

3.1 原理

3.2 实验

3.2.1 实验原料

3.2.2 实验仪器

3.2.3 实验方法

3.2.4 分析方法

3.3 结果与讨论

3.3.1 磁选矿效果分析

3.3.2 酸浸滤液净化条件的考察

3.3.3 蒸发条件的考察

3.3.4 干燥条件的影响

3.3.5 产品质量分析

3.4 小结

第四章 轻质氧化镁制备工艺研究

4.1 原理

4.2 实验

4.2.1 实验原料

4.2.2 实验仪器

4.2.3 实验方法

4.2.4 分析方法

4.3 结果与讨论

4.3.1 酸浸滤液净化条件的考察

4.3.2 碱式碳酸镁制备条件的考察

4.3.3 氧化镁制备条件的考察

4.4 小节

第五章 六水氯化镁经济效益估算及环保分析

5.1 经济效益估算

5.1.1 原料消耗估算

5.1.2 设备费用估算

5.1.3 电能消耗估算

5.1.4 工人生产费用估算

5.1.5 主、副产品年产值估算

5.1.6 年经济效益估算

5.2 环保分析

5.3 小结

第六章 轻质氧化镁经济效益估算及环保分析

6.1 经济效益估算

6.1.1 原料消耗估算

6.1.2 设备消耗估算

6.1.3 电能消耗估算

6.1.4 工人生产费用估算

6.1.5 主、副产品年产值估算

6.1.6 年经济效益估算

6.2 环保分析

6.3 小结

结论

参考文献

附录