刘佳囡 赵 旭 翟玉春

(1.渤海大学 化学与材料工程学院，辽宁 锦州 121013；2.东北大学 冶金学院，沈阳 110819)

钾长石化学式为K2O·Al2O3·6SiO2[1]，熔点1 320 ℃，结构十分稳定，是我国储量丰富的一种天然矿物。常温下，钾长石几乎不与任何酸或碱反应，当温度高达1 800 ℃时才可以将其分解。将钾长石与一定的助剂混合并进行低温焙烧，可破坏钾长石原有结构，使其中的SiO2溶出[2]，既可提高钾长石的分解效率，又可减少能量消耗。基于此，本文采用KOH为助熔剂，将其与钾长石混合并在低温条件下焙烧，探究焙烧条件对二氧化硅溶出率的影响。利用快速滴定法[3]测定二氧化硅的溶出率，找到提取有价组元硅的最佳焙烧条件，为后续利用钾长石制备分子筛提供参考[4-6]，从而实现钾长石综合利用的目的[7-10]。

1 实验

1.1 原料

实验所用钾长石矿的主要成分为硅铝酸盐，且矿物颗粒大，表面光滑，其X射线衍射(XRD)图谱和扫描电镜(SEM)图像如图1所示，主要化学成分见表1。

表1 钾长石的主要化学成分Table 1 Main composition of potash feldspar /%

1.2 实验原理

焙烧条件下，钾长石与KOH可发生如式(1)的反应。

KAlSi3O8+4KOH=KAlSiO4+2K2SiO3+2H2O

(1)

焙烧熟料经水溶后，采用快速滴定法[3]测定焙烧熟料中SiO2的溶出含量并利用公式(2)计算溶出率。

ω(SiO2)=15[C1(V1-V3)-C2(V2-V4)]V0/V/m×100%

(2)

式中，15—与1 mol盐酸标准滴定溶液相当的，以克表示的二氧化硅的质量，g/mol；C1、C2—盐酸标准溶液和氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L；V1、V2—滴定中消耗的盐酸标准溶液体积和氢氧化钠标准溶液体积，mL；V3、V4—空白实验中消耗的盐酸标准溶液和氢氧化钠标准溶液体积，mL；V0—溶出液体总体积，L；V—所取溶出液样品体积，mL；m—样品中SiO2质量，g。……