本课题秉承绿色化学及资源综合利用的观念,以工艺矿物学研究为基础,以湖北宜昌太平溪镇叶蛇纹石为研究对象,通过盐酸浸取、酸浸液除杂以及模板法等手段,对蛇纹石制氧化镁过程的固体残渣中的有价元素硅、铁、铝、锰等进行提取及产品制备,并完善实验条件,从而形成一套完善的蛇纹石综合利用提取工艺,实现经济效益和环境保护的双赢。主要研究内容如下:(1)通过工艺矿物学研究,得出蛇纹石的化学成分主要包括MgO,Fe2O3,Al2O3,SiO2等,主要的矿物成分包括蛇纹石和斜绿泥石,并分析了各个矿物的形态,以及在高温下矿物失水的规律。通过镜下鉴定确定出主要透明矿物有透闪石和蛇纹石,主要不透明矿物有磁铁矿,偶而可见存在黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、铜蓝以及自然铜等。(2)利用蛇纹石制备氧化镁溶液过程中产生的富铁沉淀渣制备氧化铁,得到产品为81%的Fe2O3和19%的FeO(OH),最佳工艺条件:pH调节液固液比为1:11,通空气氧化,氢氧化钠浓度0.8 mol/L,碱溶反应温度为60℃,煅烧温度为600℃,煅烧时间为60min,每50g铁渣中可得到氢氧化氧铁43.25g,经高温煅烧得到27.85g铁的产品。(3)利用蛇纹石制备氧化镁溶液过程中产生的富铝滤液制备氧化铝,确定实验工艺条件为:氢氧化钠浓度2.5mol/L,用量150mL,反应时间为3h,反应温度为55℃,反应pH为6.5,煅烧温度为800℃,煅烧时间为2h,每50g铁渣中得到氢氧化铝15g,经高温煅烧得到9.54g氧化铝,纯度达到97%。 (4)利用蛇纹石制备氧化镁溶液过程中产生的富锰滤液制备二氧化锰,向提铁后的溶液加入双氧水氧化二价锰离子,调整pH值使镍钴锰均以沉淀析出。向沉淀中加酸调整pH,使镍钴沉淀溶解,得到二氧化锰产品,纯度达到79%。 (5)利用蛇纹石酸浸渣碱浸制取硅酸钠,可以使二氧化硅的浸出率达到80%以上,最佳工艺条件:NaOH浓度为1.25mol/L,液固比为5:1,反应温度为40℃。利用制得的硅酸钠作为硅源制备纳米介孔二氧化硅,最佳工艺条件:150mL硅酸钠,CTMAB添加量为19.6g,乙酸乙酯做助溶剂,滴加30秒停止,静置5h,90℃高温老化50h,600℃煅烧脱模版,可得到100nm左右形貌良好的纳米介孔硅球,比表面积可到达1042.169cm2/g,孔容:3.28cm3/g,孔径:12.081nm。