利用某金礦尾礦制備納米二氧化硅的方法研究.pdf

1、尾礦是礦山開采過程中量最大的固體廢物，尾礦的堆放不僅侵占了大量土地還具有嚴(yán)重的安全和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，并污染環(huán)境、破壞生態(tài)。長期以來，尾礦減量化和資源化是礦山安全和環(huán)境管理工作中的最重要問題。
　　 目前國內(nèi)對尾礦資源化的研究主要集中在作為建筑材料輔料的實(shí)驗(yàn)研究，而其他應(yīng)用方面的研究很少。根據(jù)我們對廣東省內(nèi)某些礦山的環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作及對其他礦山的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)某些尾礦中其成分主要以二氧化硅為主，具有將尾礦中的二氧化硅分離出來并制備出應(yīng)用價(jià)值

2、極高的納米二氧化硅的可能性。課題組前期的實(shí)驗(yàn)研究已表明，對二氧化硅含量72.59％的尾礦可通過超聲沉淀法成功制備出納米二氧化硅，為尾礦資源化提供了新途徑。
　　 本論文探索了利用低硅尾礦制備納米二氧化硅的可行性。實(shí)驗(yàn)選取江西某金礦尾礦為研究對象，該尾礦中含二氧化硅和氧化鋁、氧化鐵等礦物，其中二氧化硅含量39.34％占首位。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明:
　　 (1)除雜實(shí)驗(yàn)表明，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％ H2SO4溶液對尾礦中Fe2O3等化

3、合物的浸出效果最好，能使尾礦中SiO2的含量升至55％以上。液固比為4∶1、常溫改性120min時(shí)，尾礦中的SiO2含量能升至60.83％。
　　 (2)對提取實(shí)驗(yàn)采用單因素條件實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，堿熔反應(yīng)所得產(chǎn)物中硅含量較高，并且能夠有效提取尾礦中的二氧化硅。堿用量、尾礦目數(shù)、反應(yīng)時(shí)間的增加能有效提高二氧化硅提取率;堿用量、提取水用量的增加會(huì)降低產(chǎn)物中二氧化硅的含量;當(dāng)反應(yīng)體系pH值處于2～9時(shí)，二氧化硅的提取率先低后高，產(chǎn)物中硅

4、含量則隨pH增大而減小。通過分析不同實(shí)驗(yàn)條件對二氧化硅提取率與產(chǎn)物中硅含量二者的影響，確定了二氧化硅的最佳提取條件為:堿熔法，礦堿質(zhì)量比為1∶1.2，尾礦粒度不低于60目，溶解水量為450ml，酒精燈加熱25min，酸化終點(diǎn)pH為3.0。在此條件下，能從尾礦中提取92.7％的二氧化硅，提取產(chǎn)品中二氧化硅的含量為93.13％。
　　 (3)通過對表面活性劑種類及添加量、干燥溫度、干燥時(shí)間的三水平四因素正交試驗(yàn)，確定了各因素對制各納

5、米顆粒的影響程度，結(jié)果表明，表面活性劑種類對最終提取產(chǎn)物比表面積的影響最為顯著。單因素實(shí)驗(yàn)確定了納米顆粒制備的最佳條件為:向硅酸鈉提取液中加入體積為0.6％質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0％的CTAB溶液，將膠體沉淀于80-100℃溫度下干燥4h，所得制備產(chǎn)品顆粒平均大比表面積為207.55m2/g，產(chǎn)品平均純度為93.24％。
　　 (4)經(jīng)過對比分析，最終產(chǎn)品性能符合沉淀水合法制備納米二氧化硅的A等級(jí)。對產(chǎn)品即進(jìn)行SEM、XRD檢測表明，最