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随着世界镍需求量和镁需求量的不断增加,以及硫化镍矿资源的逐渐枯竭,对于氧化镍矿的开发显得尤其重要。蛇纹石中除了含有大量的镁和硅外,还含有一定量的镍,因此,对蛇纹石矿中镍、镁、硅等有价组分进行综合回收利用具有重要意义。本文采用酸浸工艺从蛇纹石矿中提取氧化镁、氧化镍和白炭黑。对浸出过程进行了热力学和动力学研究,并系统研究了浸出过程工艺参数的选择以及氧化镁、氧化镍和白炭黑的回收,从而给出从蛇纹石中提取镍、镁和硅资源的最佳工艺。具体工作如下:(1)所选用蛇纹石矿进行物相分析得出其主晶相是纤蛇纹石Mg3[Si2-xO5](OH)4-4x,此外还含有部分镁铁尖晶石(MgFe2O4)和石英(SiO2)。(2)蛇纹石矿硫酸酸浸热力学分析,结果表明,常压条件下硫酸酸浸提取蛇纹石中的镍和镁是可行的。通过单因素实验给出最佳浸出条件,为液固比12:1、反应时间4.5h、硫酸浓度3.0mol·L-1、浸出温度70℃、蛇纹石矿粒度-0.074mm。该条件下镍和镁的浸出率最高分别为92.42%和93.49%。在优化条件的基础上,研究了浸出过程的动力学,结果表明镍和镁的浸出过程均受内扩散控制,通过分析给出镍和镁的表观活化能分别为17.05KJ·mol-1和23.05KJ·mol-1。(3)在除铁基础上,以氢氧化钠为沉淀剂,通过单因素确定了制备氢氧化镍的工艺条件:反应终点pH为9.4-9.6之间、反应温度25℃、反应时间10min、煅烧温度500℃、煅烧时间2.0h,并通过XRD测定分析,证明该粉体为氧化镍。(4)以碳酸钠为沉淀剂制备了氧化镁产品,通过单因素确定了反应的最佳条件为反应温度85℃、硫酸镁与碳酸钠的物质的量之比为1:1.5、反应时间30min、煅烧时间2.0h、煅烧温度850℃。该条件下制备的氧化镁进行XRD测试和形貌分析,结果表明氧化镁产品纯度高,晶形好,具有类球形结构。(5)白炭黑的制备。第一阶段是二氧化硅的浸出,最佳条件为反应温度80℃、NaOH质量分数21%、液固比16:1、反应时间2h、洗涤时加水量30mL、无需添加硅酸钠作添加剂;第二阶段为白炭黑的制备,最佳条件为反应终点pH=7、反应温度75℃、陈化时间1.5h、陈化温度70℃。