基于Box-Behnken响应面法优化蛇纹石富硅渣制备硅酸钠工艺

蛇纹石经磁感应强度为0.5 T的磁场磁选后,采用两级硫酸浸出,在最佳浸出条件下得到富硅渣。通过单因素试验确定富硅渣碱浸制备硅酸钠的主要影响因素为NaOH质量分数、反应温度和液固比。以此为基础,根据Box-Behnken试验设计原理,采用响应面分析法确定蛇纹石酸浸富硅渣制备硅酸钠的最优条件,并分析各主要因素间的交互作用。研究结果表明:碱浸出的最佳工艺条件是NaOH质量分数为10%,反应温度为70℃,液固比为2.5 mL·g^(−1)。各因素对于加权值W的影响程度按从大到小排序依次为NaOH质量分数、液固比、反应温度,其中,NaOH质量分数与液固比交互作用较为显著。在最佳条件下,W实际值为82.4,与W预测值82.6的相对误差仅为0.24%,表明经响应面模型优化后的工艺参数可靠,可为蛇纹石富硅渣资源化利用提供新途径。

富硅渣碱焙烧提取氧化硅工艺优化

通过正交实验,研究了富硅渣进行碱焙烧提取硅过程中预混时间、碱矿质量比、反应温度和反应时间对提硅率的影响。实验结果表明:对提硅率影响的主次顺序为:碱矿质量比>反应温度>预混时间>反应时间。最优的实验条件如下:预混时间120 s,碱矿质量比1.5∶1,反应温度500℃,反应时间30 min。在最优实验条件下,提硅率为90.3%,制备了二氧化硅质量浓度为64.0 g/L且模数为0.48的硅酸钠溶液。该产品经碳分可转化为多晶硅生产所用的高纯二氧化硅原料。提硅渣是一种富集铁、镁的多金属矿物。该工艺可降低碱矿质量比,提高产品模数,有应用于高硅废渣减量化处理的潜力。