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随着镍需求量的增加,以及世界上硫化镍矿资源的日益枯竭,对硅酸盐型的镍矿应用的重要性日益凸显。碱熔融和碱焙烧处理硅酸盐型红土镍矿是镍矿利用的一种重要手段,利用谱学方法研究硅酸盐在碱体系中的化学反应历程与反应机理等问题,将为高效利用硅酸盐型矿物中的有价元素提供重要的理论基础。本文以Na2SiO3、MgCl2(MgSO4)为原料,采用沉淀法和固相烧结法制备了偏硅酸镁(MgSiO3)、镁橄榄石(Mg2SiO4)和硅酸镁镍(MgNiSiO4),并以制备的这三种含镁硅酸盐为反应原料,利用谱学方法进行碱熔融反应机理研究。取得以下研究结果：以Na2SiO3和MgCl2(或MgSO4)为原料,利用沉淀法可制备出MgSiO3;采用改进的固相烧结法可制备出单相Mg2SiO4和MgNiSiO4;高温焙烧后可得橄榄石相结构组成,镍离子以异质同相的方式存在于Mg2SiO4橄榄石相中。通过对样品的红外和拉曼光谱的分析表明,MgSiO3中的硅氧四面体主要是以两个桥氧连接构成的链状(Q2)结构,而Mg2SiO4和MgNiSiO4为不含有桥氧的岛状(Qo)结构。对含镁硅酸盐碱熔融不同阶段的XRD分析、红外光谱分析和拉曼光谱分析表明,硅酸盐与熔融碱的反应不是以阳离子交换开始的；MgSiO3的碱熔反应过程中Si-Ob-Si键被(Si-O-M)的结构取代,生成Na2MgSiO4、Mg2SiO4等中间产物,碱熔反应最终产物为Mg(OH)2和Na4SiO4,拉曼光谱可以在线分析出碱熔融反应使链状结构硅氧四面体转化为岛状结构,MgSiO3中的桥氧键(Si-O-Si)被逐次断开,并且被(Si-O-M)取代。NaOH对岛状结构的Mg2SiO4和MgNiSiO4作用中Na离子对Mg离子和Ni离子的替换是逐次进行的,并且存在优先替换Ni离子的趋势；并且通过延长反应时间、增加碱的用量与提高温度均能够明显提高碱熔融反应进程。硅酸盐与碱熔融反应中,反应碱矿比、反应时间、反应温度的增加都可提高硅溶出率,其中碱矿比对反应起决定性作用；当碱矿比较低时,硅溶出率随反应时间、反应温度增加上升明显；碱矿比较高时,碱熔反应可以较快趋于平衡。