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蛇纹石是一种含水的富镁硅酸盐矿物的总称,我国有着丰富的蛇纹石矿产资源。其主要成分是硅酸镁,常伴生有铁、镍、钴、铬及少量的铂族元素(如铂、铑、铱)等。在一些蛇纹石矿中有较大比例的Mg2+被Al3+、Ni2+、Cr3+、Fe2+、Fe3+、Mn2+等金属离子以类质同晶形式所置换,形成镍蛇纹石和铁蛇纹石等亚种。蛇纹石的理论化学组成:MgO质量分数为29.30%44.70%,SiO2质量分数为44.20%57.37%,H2O质量分数为13.1%,有时发生Fe和Ni取代Mg而生成少量的FeO、Fe2O3、NiO等,伴生的Pd质量分数为0.01%。蛇纹石可以制备很多工业产品,在许多方面都有所利用,是一种很有开发前景的矿石资源。本论文的研究工作主要是关于蛇纹石中有效成分的提取与富集的实验与探究,主要是从以下几个方面进行:1.蛇纹石具有耐酸耐碱的性质,导致蛇纹石的酸解进行较为困难。本文进行了四组实验方案对影响酸解反应的因素进行探究:(1)研磨后的蛇纹石粉料与相同梯度不同浓度的盐酸直接反应;(2)与不同浓度硫酸直接反应;(3)与碳酸钠按一定比例混合均匀并煅烧后,与不同浓度的盐酸进行反应;(4)与硫酸铵按一定比例混合均匀并煅烧后,与不同浓度的盐酸进行反应。对几组实验反应后的固体产物进行过滤并干燥,根据所得固体物质质量来比较酸解反应的进行程度,探究反应温度、酸的浓度和蛇纹石原料的预处理对酸解反应的影响,并综合反应条件、原料的使用量及对设备的要求得出实验方案(3)为最佳方案。2.设计了一条提取和利用蛇纹石中硅、铁、镁元素的流程工艺,并探究加热温度、pH值、碱液的选择、反应时间等反应条件对硅、铁、镁的回收率及制备相应产品的纯度的影响。通过实验探究,确定了提取硅、铁、镁元素及制备高纯度白炭黑、氧化铁、轻质氢氧化镁工艺中最理想的反应条件。最终制得的白炭黑产品白度为93.5%,纯度高于95%,SiO2的回收率为96.21%;氧化铁产品的纯度为99.72%,铁的回收率为96.22%;氢氧化镁产品的白度为96.8%,纯度为99.4%,镁的回收率为95.04%。结果表明,该方案是一套经济、环保、绿色的生产流程工艺设计。3.规划了三种萃取蛇纹石浸出液中钯元素的实验方案,得到了与预期不符的结果,分析了可能导致该结果的原因。为探究其原因,用替代方案进行了补偿实验。补偿实验成功得到了预期的结果。根据补偿实验的结果判断,预期实验失败的原因可能是蛇纹石的前期处理过程中钯元素的流失。