慧正資訊，本文針對(duì)滑石固廢提純問(wèn)題，以遼寧鑫達(dá)滑石集團(tuán)有限公司提供的低品位滑石固廢為研究對(duì)象，展現(xiàn)了鑫達(dá)滑石集團(tuán)在滑石資源高效利用領(lǐng)域的科研積極性與創(chuàng)新精神。

實(shí)驗(yàn)采用滑石含量31%、D50為800目，10.5%白云石及58%菱鎂礦的滑石粉為實(shí)驗(yàn)樣品，采用20%濃度鹽酸進(jìn)行酸浸實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究了酸浸時(shí)間、溫度、固液比等參數(shù)對(duì)白云石和菱鎂礦去除效果的影響，并結(jié)合XRD、SEM等分析手段揭示了酸浸提純機(jī)理。結(jié)果表明，在最優(yōu)工藝條件下（酸浸時(shí)間4小時(shí)、溫度80℃、固液比1:15），白云石與菱鎂礦溶解率分別達(dá)98.5%和99.1%，滑石純度顯著提升。本研究為滑石固廢資源化利用提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：滑石固廢；酸浸提純；鹽酸；工藝優(yōu)化

1. 引言

滑石（Mg3Si4O10(OH)2）作為一種重要的非金屬礦物，因其獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑性、耐火性及化學(xué)穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、造紙、陶瓷等領(lǐng)域。然而，天然滑石礦常伴生白云石、菱鎂礦等雜質(zhì)，導(dǎo)致其純度不足，限制了高端應(yīng)用。傳統(tǒng)物理選礦方法（如浮選、磁選）雖能部分去除雜質(zhì)，但對(duì)微細(xì)粒級(jí)雜質(zhì)的去除效果有限，且存在工藝復(fù)雜、成本高的問(wèn)題。

酸浸法作為一種化學(xué)提純技術(shù)，通過(guò)酸液與雜質(zhì)礦物的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)選擇性溶解，具有操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)速率高、雜質(zhì)去除徹底等優(yōu)點(diǎn)。本文以某礦山的低品位滑石固廢為研究對(duì)象，采用20%濃度鹽酸進(jìn)行酸浸實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)探究酸浸工藝對(duì)白云石及菱鎂礦的去除效果，旨在優(yōu)化工藝參數(shù)，提升滑石純度，為滑石固廢的資源化利用提供理論依據(jù)。

2. 實(shí)驗(yàn)材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)原料

實(shí)驗(yàn)原料為遼寧鑫達(dá)滑石集團(tuán)有限公司提供的滑石尾礦，經(jīng)X射線熒光光譜（XRF）分析，其主要成分如表1所示：

原料粒度為D50為800目，比表面積為8.2m²/g，呈層狀集合體形態(tài)。

2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與設(shè)備

試劑：

鹽酸（分析純，濃度37%）、氫氧化鈉（分析純）、去離子水。

設(shè)備：

恒溫水浴鍋（DF-101S）、磁力攪拌器（85～2A）、電子天平（FA2004）、離心機(jī)（TDL-5A）、pH計(jì)（PHS-3C）、X射線衍射儀（XRD，D8 Advance）、掃描電子顯微鏡（SEM，Quanta 250）、激光粒度分析儀（Mastersizer 3000）。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

酸浸實(shí)驗(yàn)：

稱取50g滑石固廢樣品，按固液比1:5~1:30g/mL，加入20%鹽酸溶液，置于恒溫水浴鍋中，在25~90℃下以100~500rpm攪拌反應(yīng)1～8小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，離心分離固液相，固體用去離子水洗滌至中性，干燥后分析成分。

白云石與菱鎂礦溶解率測(cè)定：

通過(guò)ICP-OES測(cè)定酸浸液中Mg²⁺濃度，結(jié)合原料中白云石（CaMg(CO3)2）與菱鎂礦（MgCO3）的化學(xué)計(jì)量關(guān)系計(jì)算溶解率，公式為：

溶解率(%)=m礦×wMgC液×V液×100%

其中，C液為酸浸液中Mg²⁺濃度（g/L），V液為酸浸液體積（L），m礦為原料質(zhì)量（g），wMg為原料中MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）。

滑石純度分析：

采用XRF測(cè)定固體產(chǎn)物中滑石含量，結(jié)合質(zhì)量守恒定律計(jì)算純度提升率，公式為：

純度(%)=m滑石/m總×100%

其中，m滑石為固體產(chǎn)物中滑石質(zhì)量（g），m總為固體產(chǎn)物總質(zhì)量（g）。

結(jié)果與討論

酸浸工藝參數(shù)優(yōu)化

1、酸浸時(shí)間的影響

酸浸時(shí)間對(duì)雜質(zhì)去除效果的影響。在1～4小時(shí)內(nèi)，菱鎂礦溶解率隨時(shí)間延長(zhǎng)顯著提升，4小時(shí)后趨于穩(wěn)定；白云石溶解率在2小時(shí)后即達(dá)90%以上，4小時(shí)后達(dá)96.5%。這表明，酸浸初期，H⁺優(yōu)先與菱鎂礦反應(yīng)，隨后逐漸溶解白云石。綜合考慮效率與成本，最佳酸浸時(shí)間為4小時(shí)。

2、酸浸溫度的影響

溫度是影響酸浸反應(yīng)速率的關(guān)鍵因素。當(dāng)溫度從25℃升至80℃時(shí)，白云石與菱鎂礦溶解率分別從71.3%和85.6%增至96.5%和99.1%。溫度超過(guò)80℃后，去除率與溶解率趨于穩(wěn)定，但鹽酸揮發(fā)加劇，操作環(huán)境惡化。因此，最佳酸浸溫度為80℃。

3、固液比的影響

固液比直接影響酸浸反應(yīng)的傳質(zhì)效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)固液比從1:5增至1:15g/mL時(shí)，白云石與菱鎂礦溶解率分別從82.1%和90.5%增至96.5%和99.1%。進(jìn)一步增加固液比至1:30g/mL，去除率與溶解率無(wú)明顯提升，但酸液用量顯著增加，導(dǎo)致成本上升。因此，最佳固液比為1:15g/mL。

4、攪拌速度的影響

攪拌速度通過(guò)影響傳質(zhì)效率影響反應(yīng)速率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)攪拌速度從100rpm增至300rpm時(shí)，白云石與菱鎂礦溶解率分別從90.3%和95.6%增至96.5%和99.1%。進(jìn)一步增加攪拌速度至500rpm，去除率與溶解率無(wú)明顯提升，但能耗顯著增加。因此，最佳攪拌速度為300rpm。

酸浸機(jī)理分析

酸浸過(guò)程中，鹽酸中的H⁺與白云石（CaMg(CO3)？）、菱鎂礦（MgCO？）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成可溶性氯化物與CO？氣體，反應(yīng)方程式如下：

白云石：

CaMg(CO3)2+4HCl→CaCl2+MgCl2+2CO2↑+2H2O

菱鎂礦：

MgCO3+2HCl→MgCl2+CO2↑+H2O

XRD分析表明，酸浸后固體產(chǎn)物中白云石與菱鎂礦特征峰消失，滑石（001）晶面衍射強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，表明滑石層狀結(jié)構(gòu)未被破壞。SEM觀察顯示，酸浸后滑石顆粒表面光滑，層狀結(jié)構(gòu)清晰，證實(shí)酸浸工藝對(duì)滑石與雜質(zhì)的選擇性溶解特性。

正交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為進(jìn)一步優(yōu)化工藝參數(shù)，設(shè)計(jì)四因素三水平正交實(shí)驗(yàn)（L？(3？)），因素水平如表2所示：

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，最優(yōu)組合為A？B？C？D？（固液比1:15g/mL、溫度80℃、時(shí)間4小時(shí)、攪拌速度300rpm），與單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

4. 結(jié)論

最佳工藝條件：

酸浸時(shí)間4小時(shí)、溫度80℃、固液比1:15g/mL、攪拌速度300rpm。在此條件下，白云石與菱鎂礦溶解率分別達(dá)96.5%和99.1%，滑石純度提升至89.3%。

酸浸機(jī)理：

H⁺與碳酸鹽礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成可溶性氯化物，實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)溶解；滑石層狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，未被酸液破壞。

應(yīng)用前景：

本研究提出的酸浸工藝具有操作簡(jiǎn)便、成本低、雜質(zhì)去除徹底等優(yōu)點(diǎn)，適用于滑石固廢的資源化利用，可為高端滑石產(chǎn)品生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

展望

未來(lái)遼寧鑫達(dá)滑石集團(tuán)有限公司研究可進(jìn)一步探究以下方向：

酸浸液循環(huán)利用：

通過(guò)沉淀法回收酸浸液中的Mg²⁺，制備氫氧化鎂或氧化鎂，實(shí)現(xiàn)資源閉環(huán)利用。

聯(lián)合提純工藝：

結(jié)合浮選、磁選等物理方法，進(jìn)一步提升滑石純度，滿足超細(xì)滑石粉、高白度滑石等高端產(chǎn)品需求。

環(huán)境影響評(píng)估：

系統(tǒng)評(píng)價(jià)酸浸工藝的廢水、廢氣排放特性，開(kāi)發(fā)綠色化處理技術(shù)，降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

1.鑫達(dá)滑石尾礦提純探索試驗(yàn)研究-2025.7.5.docx

2.滑石選礦提純方法

3.酸浸法提純低級(jí)滑石的工藝研究

4.固體廢物資源化 浸出 ++ 酸浸