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1、 摘 要随着菱镁矿的不断开采，高品位矿储量越来越少，同时产生了大量低品位菱镁矿等废弃物，如不加以利用，不仅浪费资源，而且污染环境，因此低品位菱镁矿的利用已势在必行。本课题以低品位菱镁矿为原料，研究MgCO33H2O和CaCO3的制备方法，并以MgCO33H2O为沉淀剂，通过化学反应方法处理含Cu()重金属废水，目的在于探索低品位菱镁矿及菱镁矿废弃矿综合利用的新途径；研究一种生产低成本CaCO3和MgCO33H2O的新方法。研究表明，采用1% 的MgCl2作为添加剂，与低品位菱镁矿在650混合煅烧2h，MgCO3的分解率为100%，CaCO3的分解率为4.03%，煅烧产物为CaCO3和MgO，达
2、到钙和镁分离的效果。通过单因素实验确定了由煅烧产物浸出镁的最佳工艺条件为：反应温度为80，反应时间为60min，NH4Cl加入量为1.3倍，液固比为8，采用二次浸出的方法；此时镁溶出率为92%，浸出残渣的主要成分为CaCO3，纯度为89.9%。用含MgCl2滤液与(NH4)2CO3反应制备MgCO33H2O，当反应温度为37，(NH4)2CO3加入量为1.5倍，陈化时间为2h时，MgCO33H2O的产率为55.66%，纯度为96.5%。(NH4)2CO3加入量对MgCO33H2O产率的影响大。在反应温度为常温，反应时间为30min，MgCO33H2O加入量为1倍的条件下，利用MgCO33H2O
3、处理含Cu ()重金属废水时, Cu() 的沉淀率为100%，且MgCO33H2O加入量对Cu()沉淀率的影响不大。通过研究，开发出了一种生产低成本MgCO33H2O和CaCO3的新方法，该方法的确立为低品位菱镁矿的综合利用探索出了一条新的途径。关键词：低品位菱镁矿，浸出，三水合碳酸镁，产率，重金属废水i AbstractWith the continued mining of magnesite, the reserve of high-grade magnesite become fewer and fewer, and a large number of wastes such as l
4、ow-grade magnesite produced. This will cause not only the wasting of resources, but also a serious environmental problems. Therefore, the comprehensive utilization of low-grade magnesite has been a problem to be solved urgently. In this study, with low-grade magnesite as raw material, the preparatio
5、n of MgCO33H2O and CaCO3, as well as the chemical treatment of copper-bearing heavy metal wastewater by using MgCO33H2O as precipitant was investigated, which aimed to explore the new ways of utilizing low-grade magnesite and a new method to produce low-cost MgCO33H2O and CaCO3.The results show that
6、 with MgCl2 as additive, the low-grade magnesite was calcined. The process conditions are: 650 for 2 h, and the addition of MgCl2 is 1%. Under these conditions, the decomposition rate of MgCO3 is 100%, while the decomposition rate of CaCO3 is 4.03%, the calcined products are mainly composed of CaCO3
7、 and MgO, which has reach the effect of separating calcium and magnesium.The influences of process conditions on the dissolution rate of magnesium were investigated through single-factor experiment. The results showed that the optimal process conditions are: 80 for 60 min, the addition of NH4Cl is 1
8、.3 times, and the ratio of liquid to solid is 8 through two-step leaching, then the dissolution rate of magnesium is 92%, leaching residues are mainly composed of CaCO3 with the purity is 89.9%.Precipitation of MgCO33H2O by the reaction of (NH4)2CO3 with filtered solution which contains MgCl2 was in
9、vestigated, and the results showed that when reaction temperature is 37, the addition of (NH4)2CO3 is 1.5 times, and aging time is 2h, the yield of MgCO33H2O is 55.66% with the purity is 96.5%, and the addition of (NH4)2CO3 is an important factor effect the yield of MgCO33H2O. The chemical treatment
10、 of copper-bearing heavy metal wastewater by using MgCO33H2O as precipitant was investigated, when reaction temperature is room temperature, reaction time is 30 minutes, the addition of MgCO33H2O is 1 time, then the precipitation rate of Cu () obtained is 100 %, and in which the addition of MgCO33H2
11、O has little effect on the precipitation rate of Cu ().A novel method to produce low-cost MgCO33H2O and CaCO3 were developed by this study. The method was established as the comprehensive utilization of low grade magnesite explore a new way.Key words: low-grade magnesite, leaching, trihydrate magnes
12、ium carbonate, yield, heavy metal wastewater 目 录毕业设计（论文）任务书i摘 要iiAbstractiii第1章 绪 论11.1菱镁矿资源的低品位化11.2镁化合物生产的研究现状21.2.1氧化镁的分类21.2.2国外氧化镁的生产方法31.2.3国内氧化镁生产方法41.3本研究的目的及意义91.4本研究的主要内容及其优点101.4.1本研究的主要内容101.4.2本研究工艺的优点10第2章 实验原理与方法122.1 实验原理122.1.1 低品位菱镁矿的煅烧122.1.2 煅烧产物中镁的溶出142.1.3镁的沉淀142.1.4 利用产物三水合碳酸镁
13、处理含铜废水142.2 实验工艺流程142.3实验方案152.3.1实验原料152.3.2实验试剂及仪器162.3.3本实验所用的常规检测手段162.4 实验方法172.4.1低品位菱镁矿的煅烧172.4.2煅烧产物中镁的溶出172.4.3 镁的沉淀172.4.4 三水合碳酸镁处理含铜废水17第3章 三水合碳酸镁的制备193.1低品位菱镁矿煅烧方式的选择193.1.1低品位菱镁矿的直接煅烧193.1.2低品位菱镁矿与氯化铵混合焙烧213.1.3低品位菱镁矿与添加剂混合煅烧233.2镁溶出的单因素实验253.2.1反应温度的影响253.2.2 NH4Cl加入量的影响263.2.3反应时间的影响2
14、73.2.4液固比的影响283.3镁的沉淀反应303.3.1 MgCO33H2O的表征313.3.2讨论34第4章 三水合碳酸镁的应用实例处理含铜废水38第5章 结论38参考文献39结束语42攻读学位期间参与的研究项目和研究成果.43附录44 第1章 绪 论随着经济的持续发展和社会的不断进步，人类对各种矿产资源的需求量越来越大，矿产资源进入快速消耗时期，优质矿产资源随之急剧减少乃至趋于枯竭，矿产资源的供需矛盾日益突出。由于矿产资源属不可再生资源，因此对于低等级、低品位矿产资源的开发利用就显得迫在眉睫。另一方面，选矿、冶金、加工技术的不断进步使得以前认为没有利用价值的贫矿，或由于技术原因以前无法
15、开采利用的复合矿，逐渐被开采利用。作为我国优势矿种之一的菱镁矿，目前已探明储量30亿吨，占世界储量的三分之一，居世界首位，对它的利用已成为人们关注的焦点。研究菱镁矿的综合利用问题具有重要的经济和社会效益，对于矿业可持续发展具有十分重要的现实意义。1.1菱镁矿资源的低品位化我国菱镁矿资源丰富，质量优良，含MgO 43%以上的一、二级品占总储量的53%，其中一级品和特级品菱镁矿储量11.7亿吨，占总储量的37.6%；二级品储量4.8亿吨，占总储量的15.4%，而国际上最需要的MgO含量大于47%的特级品菱镁矿储量非常少，其目前的开采量已不能满足市场的需求。近年来，我国菱镁矿资源的利用一直处于“一等原料，二等加工，三等产品”的境地1，特别是海城地区大部矿山采用传统采矿方式采富弃贫，低品位菱镁矿被废弃并占地堆放，因此产生了资源浪费和环境污染问题。菱镁矿的开采和利用中存在的一个突出问题是资源的浪费严重。由于经济原因以及缺乏合适的选矿加工技术，很多矿山只采富矿，而丢弃所谓的贫矿，实际上所谓的贫矿中MgO的品位也在40%以上，而国外的菱镁矿，连MgO品位不到30%的矿石都在开采利用。我国有些矿山的采出率不足50%，甚至更低，造成资源的极大浪费。据实
