堿分解含鎂硅酸鹽的光譜學研究
發(fā)布時間：2021-12-16 10:08
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,對硅酸鹽型的鎳礦應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,利用譜學方法研究硅酸鹽在堿體系中的化學反應歷程與反應機理等問題,將為高效利用硅酸鹽型礦物中的有價元素提供重要的理論基礎。本文以Na2SiO3、MgCl2（MgSO4）為原料,采用沉淀法和固相燒結法制備了偏硅酸鎂（MgSiO3）、鎂橄欖石（Mg2SiO4）和硅酸鎂鎳（MgNiSiO4）,并以制備的這三種含鎂硅酸鹽為反應原料,利用譜學方法進行堿熔融反應機理研究。取得以下研究結果：以Na2SiO3和MgCl2（或MgSO4）為原料,利用沉淀法可制備出MgSiO3;采用改進的固相燒結法可制備出單相Mg2SiO4和MgNiSiO4;高溫焙燒后可得橄欖石相結構組成,鎳離子以異質同相的方式存在于Mg2SiO4橄欖石相中。通過對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橋氧連接構成的鏈狀（Q2）結構,而Mg2SiO4和MgNiSiO4為不含有橋氧的島狀（Qo）結構。對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...
【文章來源】：東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：132 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１．２五種珪氧四面體結構單元【ＩＩ９］??Ｆｉｇ．?１．２?ｆｉｖｅ?ｋｉｎｄｓ?ｏｆ?ｓｉｌｉｃａｔｅ－ｏｘｙｇｅｎ?ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ??
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置陽離子占位時則會引起整個結構的變化。因此可推測當ＭｇＳｉ〇３發(fā)生化學變??化時，Ｍｇ２位置可能會優(yōu)先被其它離子取代。??圖２．４為本研究合成Ｍｇ風〇４和ＭｇＮｉＳｉ〇４產(chǎn)物的ＸＲＤ譜圖，橄槐石相??Ｍｇ２Ｓｉ〇４（ＪＣＰＤＳ?ｆｉｌｅ?７１－１９７２）和?ＭｇＮｉＳｉ〇４（ＪＣＰＤＳ?ｆｉｌｅ?２０３０１７）標準?Ｘ民Ｄ?譜也一??并示于圖中。??ａ?ＪＣＰＤＳ?ｆｉｌｅ?２０３０１７??Ｉ?＾１?ＩＩＩ?ｆ?爭?ｉｉｊｉ?ｌｉ?ｉ?ｉ?ｈ｜ｉ?Ｈｉ?Ｉ?ｆＩ?嚴??１ｂ??Ｉ?Ｉ?．?１?ＭｇＮｉＳｉ〇４??巧??＂３??ｄ?Ｉ?ＪＣＰＤＳ?ｆｉｌｅ?７１－１９７２??養(yǎng)?‘Ｉ?ＩＩ?Ｉ?＿＿＾，?ｎ｜?Ｉ?１１?ｂｙｉｉ?Ｉ?ｉｌ＇ｉ?｜ｉＪＬ?ｔ?ｉｉ？、Ｉ?ｉ?產(chǎn)…Ｉ??１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?削??２０／ｄｅｇｒ＊ｅｅ??圖２．４合成鎮(zhèn)鑲橄攬石和鎮(zhèn)橄攬石的ＸＲＤ譜??ａ：?ＭｇＮｉＳｉＣＵ標準?ＸＲＤ?譜（ＪＣＰＤＳ?Ｆｉｌｅ?２０３０１７）；?ｂ亞珪酸鎮(zhèn)鎮(zhèn)；??Ｃ：正巧酸鎮(zhèn)；ｄ；?Ｍｇ間〇４?標準?ＸＲＤ?譜（ＪＣＰＤＳＦｉｌｅ７１－１９７２）??Ｆｉｇ．２．４?Ｘ－ｒａｙ?ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?化６?ｏｌｉｖｉｎｅ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?（ａ：?ＭｇＮｉＳｉ〇４?ｓｔａｎｄａｒｄ?ＪＣＰ?ｄａｔａ；??ｂ：?Ｍｇ２Ｓｉ〇４：ｃ：?ＭｇＮｉＳｉ〇４，ａｎｄ?ｄ：?Ｆｏｒｓｔｅｒｈｅ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ＪＣＰ?ｄａｔａ）．??從ＸＲＤ結果可知
【參考文獻】：
期刊論文
[1]活化焙燒強化鹽酸浸出紅土礦的鎳[J]. 李金輝,李新海,胡啟陽,王志興,周友元,鄭俊超,伍凌. 中南大學學報(自然科學版). 2010(05)
[2]Desiliconization kinetics of nickeliferous laterite ores in molten sodium hydroxide system[J]. 牟文寧,翟玉春. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(02)
[3]紅土鎳礦在NaOH亞熔鹽體系中的預脫硅[J]. 趙昌明,翟玉春,劉巖,段華美. 中國有色金屬學報. 2009(05)
[4]采用熔融堿法從紅土鎳礦中提取硅[J]. 牟文寧,翟玉春,劉巖. 中國有色金屬學報. 2009(03)
[5]紅土鎳礦為原料制備白炭黑的最佳工藝研究[J]. 劉巖,張霞,李在元,翟玉春,申曉毅. 金屬礦山. 2008(09)
[6]鎳紅土礦的開發(fā)與研究進展[J]. 翟秀靜,符巖,衣淑立. 世界有色金屬. 2008(08)
[7]亞熔鹽法浸取釩的實驗研究[J]. 曹來宗,劉代俊,高麗花,劉長洪,沈倩. 鋼鐵釩鈦. 2008(02)
[8]氧化鎳礦資源開發(fā)與利用現(xiàn)狀[J]. 陳慶根. 濕法冶金. 2008(01)
[9]熔融Ni-Co合金表面張力的測量與分析（英文）[J]. 肖鋒,劉蘭霄,方亮,楊仁輝,傅亞,趙紅凱. 稀有金屬材料與工程. 2008(02)
[10]紅土礦資源特點和火法冶金工藝分析[J]. 張友平,周渝生,李肇毅,李維國. 鐵合金. 2007(06)
博士論文
[1]高溫拉曼譜圖的精細測定和定量化基礎研究[D]. 陳輝.上海大學 2007
本文編號：3537954
【文章來源】：東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
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【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１．２五種珪氧四面體結構單元【ＩＩ９］??Ｆｉｇ．?１．２?ｆｉｖｅ?ｋｉｎｄｓ?ｏｆ?ｓｉｌｉｃａｔｅ－ｏｘｙｇｅｎ?ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ??
圖２．３偏珪酸讀的晶體結構圖??Ｆｉｇ．２．３?Ｖｉｅｗ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＭｇＳｉ〇３??圖２．３為ＭｇＳｉ〇３的晶體結構圖。從圖可Ｗ看出，ＭｇＳｉ〇３晶體是由桂氧四面體??ｔＵ鏈狀形式連接的結構，其中橋氧Ｓｉ－Ｏｂ鍵長于非橋氧Ｓｉ－Ｏｎｂ鍵的鍵長。在輝石鏈??中，每個［Ｓｉ〇４］四面體有兩個橋式氧（Ｏｂ）和兩個非嬌式氧（Ｏｎｂ）：?［Ｓｉ〇２ｂ－〇２ｎｂ］，每??個橋式氧被兩個四面體共用。由于巧ｉ〇４］四面體取向相反，交叉出現(xiàn)，這樣鏈間??會產(chǎn)生兩種空隙（陽離子填充其中）：Ｍｇｌ位置和Ｍｇ２位置。Ｍｇｌ位置位于四面體??尖對尖處，空隙小，相對穩(wěn)定，為２個八面體空隙，構成配位八面體，填充２個陽??離子，配位數(shù)為６。Ｍｇｌ〇６八面體構成麗齒狀的雙八面體骨干鏈平行于Ｃ軸方向無??限延伸，Ｍｇｌ－０的平均距離０．２０８ｎｍ。另一方面，Ｍｇ２位置位于四面體背對背處，??空隙大。不同的陽離子占位會導致該位置的空隙類型不同。Ｍｇ２０ｓ八面體連接著??－４５－??
置陽離子占位時則會引起整個結構的變化。因此可推測當ＭｇＳｉ〇３發(fā)生化學變??化時，Ｍｇ２位置可能會優(yōu)先被其它離子取代。??圖２．４為本研究合成Ｍｇ風〇４和ＭｇＮｉＳｉ〇４產(chǎn)物的ＸＲＤ譜圖，橄槐石相??Ｍｇ２Ｓｉ〇４（ＪＣＰＤＳ?ｆｉｌｅ?７１－１９７２）和?ＭｇＮｉＳｉ〇４（ＪＣＰＤＳ?ｆｉｌｅ?２０３０１７）標準?Ｘ民Ｄ?譜也一??并示于圖中。??ａ?ＪＣＰＤＳ?ｆｉｌｅ?２０３０１７??Ｉ?＾１?ＩＩＩ?ｆ?爭?ｉｉｊｉ?ｌｉ?ｉ?ｉ?ｈ｜ｉ?Ｈｉ?Ｉ?ｆＩ?嚴??１ｂ??Ｉ?Ｉ?．?１?ＭｇＮｉＳｉ〇４??巧??＂３??ｄ?Ｉ?ＪＣＰＤＳ?ｆｉｌｅ?７１－１９７２??養(yǎng)?‘Ｉ?ＩＩ?Ｉ?＿＿＾，?ｎ｜?Ｉ?１１?ｂｙｉｉ?Ｉ?ｉｌ＇ｉ?｜ｉＪＬ?ｔ?ｉｉ？、Ｉ?ｉ?產(chǎn)…Ｉ??１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?削??２０／ｄｅｇｒ＊ｅｅ??圖２．４合成鎮(zhèn)鑲橄攬石和鎮(zhèn)橄攬石的ＸＲＤ譜??ａ：?ＭｇＮｉＳｉＣＵ標準?ＸＲＤ?譜（ＪＣＰＤＳ?Ｆｉｌｅ?２０３０１７）；?ｂ亞珪酸鎮(zhèn)鎮(zhèn)；??Ｃ：正巧酸鎮(zhèn)；ｄ；?Ｍｇ間〇４?標準?ＸＲＤ?譜（ＪＣＰＤＳＦｉｌｅ７１－１９７２）??Ｆｉｇ．２．４?Ｘ－ｒａｙ?ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?化６?ｏｌｉｖｉｎｅ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?（ａ：?ＭｇＮｉＳｉ〇４?ｓｔａｎｄａｒｄ?ＪＣＰ?ｄａｔａ；??ｂ：?Ｍｇ２Ｓｉ〇４：ｃ：?ＭｇＮｉＳｉ〇４，ａｎｄ?ｄ：?Ｆｏｒｓｔｅｒｈｅ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ＪＣＰ?ｄａｔａ）．??從ＸＲＤ結果可知
【參考文獻】：
期刊論文
[1]活化焙燒強化鹽酸浸出紅土礦的鎳[J]. 李金輝,李新海,胡啟陽,王志興,周友元,鄭俊超,伍凌. 中南大學學報(自然科學版). 2010(05)
[2]Desiliconization kinetics of nickeliferous laterite ores in molten sodium hydroxide system[J]. 牟文寧,翟玉春. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(02)
[3]紅土鎳礦在NaOH亞熔鹽體系中的預脫硅[J]. 趙昌明,翟玉春,劉巖,段華美. 中國有色金屬學報. 2009(05)
[4]采用熔融堿法從紅土鎳礦中提取硅[J]. 牟文寧,翟玉春,劉巖. 中國有色金屬學報. 2009(03)
[5]紅土鎳礦為原料制備白炭黑的最佳工藝研究[J]. 劉巖,張霞,李在元,翟玉春,申曉毅. 金屬礦山. 2008(09)
[6]鎳紅土礦的開發(fā)與研究進展[J]. 翟秀靜,符巖,衣淑立. 世界有色金屬. 2008(08)
[7]亞熔鹽法浸取釩的實驗研究[J]. 曹來宗,劉代俊,高麗花,劉長洪,沈倩. 鋼鐵釩鈦. 2008(02)
[8]氧化鎳礦資源開發(fā)與利用現(xiàn)狀[J]. 陳慶根. 濕法冶金. 2008(01)
[9]熔融Ni-Co合金表面張力的測量與分析（英文）[J]. 肖鋒,劉蘭霄,方亮,楊仁輝,傅亞,趙紅凱. 稀有金屬材料與工程. 2008(02)
[10]紅土礦資源特點和火法冶金工藝分析[J]. 張友平,周渝生,李肇毅,李維國. 鐵合金. 2007(06)
博士論文
[1]高溫拉曼譜圖的精細測定和定量化基礎研究[D]. 陳輝.上海大學 2007
本文編號：3537954
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