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文檔簡介
1、錳礦生產工藝及其節(jié)能技術錳礦生產工藝及其節(jié)能技術一.錳礦石的用途與技術經濟指標說明簡介用途與技術經濟指標:錳礦產品包括冶金錳礦、碳酸錳礦粉、化工用二氧化錳礦粉和電池用二氧化錳礦粉等。 使用錳礦產品的冶金部門、輕工部門和化工部門根據(jù)不同的用途對錳礦產品有不同的質量要 求。(一)冶金工業(yè)對錳礦石的質量要求用于煉鋼生鐵、含錳生鐵、鏡鐵的礦石,鐵含量不受限制,礦石中錳和鐵的總含量最好 能達到40 %50 %。在冶煉各種牌號的錳系合金中,對礦石的含錳量和錳鐵比值有一定的要求。冶煉中、低 碳錳鐵,礦石含錳量36%40%,錳鐵比68.5,磷錳比0.0020.0036;冶煉碳素錳鐵, 礦石含錳量33%40%,
2、錳鐵比3.87.8,磷錳比0.0020.005;冶煉錳硅合金,礦石含錳 量29%35%,錳鐵比3.37.5,磷錳比0.00160.0048;高爐錳鐵,礦石含錳量30%,錳 鐵比27,磷錳比0.005。(二)化工及輕工部門對錳礦石的質量要求化學工業(yè)上主要用錳礦石制取二氧化錳、硫酸錳、高錳酸鉀,其次用于制取碳酸錳、硝 酸錳和氯化錳等?;ぜ壎趸i礦粉要求MnO2含量大于50% (表3.3.3),制硫酸錳時, FeW3%、Al203W3%、Ca0W0.5%、Mg0W0.1% ;制高錳酸鉀時,F(xiàn)eW5%、SIO2W5%、 A1203W4%。天然二氧化錳是制造干電池的原料,要求MnO2含量越高越好。對
3、Ni、Cu、CO、Pb等有 害元素一般廠定標準為:CuV0.01%、NiV0.03%、CoV0.02%、PbV0.02%。礦粉的粒度要小于0.12mm。二。礦業(yè)簡史錳礦物的利用歷史十分悠久,據(jù)文獻記載,世界上利用錳礦物最早的國家有埃及、古羅 馬、印度和中國。我國利用錳礦物的歷史可追溯到距今約45007000年前后新石器時代的仰 韶文化(彩陶文化)時期。由于軟錳礦呈土狀,它的顏色呈黑色,極易染手,在古人看來, 這是一種奇妙的陶器著色顏料??墒清i元素的發(fā)現(xiàn)卻比較晚,到1774年才由瑞典礦物學家甘恩(J.G.Gahn)從軟錳礦中 還原出了金屬錳。錳在鋼鐵工業(yè)上的應用是各國冶金學家?guī)资瓴恍概Φ慕Y果
4、。1875年以后,歐洲各國 開始用高爐生產含錳15%30%的鏡鐵和含錳達80%的錳鐵。1890年用電爐生產錳鐵,1898 年用鋁熱法生產金屬錳,并發(fā)展了電爐脫硅精煉法生產低碳錳鐵。1939年開始用電解法生產 金屬錳。最早開采的錳礦山是美國田納西州惠特福爾德(Whitifeld)錳礦,始采于1837年,到 1884年錳礦石年產量已達4萬t。印度也是開采錳礦較早的國家之一,始采于1892年。第一 次世界大戰(zhàn)前,印度出口錳礦石一直居世界首位。1928年以后其地位被原蘇聯(lián)所取代。從本 世紀20年代末原蘇聯(lián)的錳礦石產量一直居世界領先地位。此外,開采錳礦石比較早的還有巴 西、加納、澳大利亞、南非和加蓬等國
5、。我國錳礦的地質找礦工作開始得也比較早,據(jù)所見資料,從1886年開始,并于1890年首 先在湖北興國州(今陽新)發(fā)現(xiàn)錳礦,隨后于1897年和1907年又先后在湖南發(fā)現(xiàn)安仁、攸縣 和常寧、耒陽錳礦;1910年發(fā)現(xiàn)廣西防城大直、欽州黃屋屯錳礦;1913年和1918年,前后發(fā) 現(xiàn)了湖南湘潭上五都錳礦(1937年改稱為湘潭錳礦)和廣西木圭、江西樂華錳礦。錳礦石.錳礦石選礦錳礦選礦浮選工藝與加工技術,錳礦選礦方法,錳礦的選礦技術我國錳礦絕大多數(shù)屬于 貧礦,必須進行選礦處理。但由于多數(shù)錳礦石屬細?;蛭⒓毩G恫?,并有相當數(shù)量的高磷礦、 高鐵礦和共(伴)生有益金屬,因此給選礦加工帶來很大難度。目前,常用的錳礦
6、選礦方法 為機械選(包括洗礦、篩分、重選、強磁選和浮選),以及火法富集、化學選礦法等。洗礦和篩分洗礦是利用水力沖洗或附加機械擦洗使礦石與泥質分離。常用設備有洗礦篩、圓筒洗礦 機和槽式洗礦機。洗礦作業(yè)常與篩分伴隨,如在振動篩上直接沖水清洗或將洗礦機獲得的礦砂(凈礦)送 振動篩篩分。篩分可作為獨立作業(yè),分出不同粒度和品位的產品供給不同用途使用。重選目前重選只用于選別結構簡單、嵌布粒度較粗的錳礦石,特別適用于密度較大的氧化錳 礦石。常用方法有重介質選礦、跳汰選礦和搖床選礦。目前我國處理氧化錳礦的工藝流程,一般是將礦石破碎至50mm或100mm,然后進行 分組,粗級別的進行跳汰,細級別的送搖床選。設備
7、多為哈茲式往復型跳汰機和6-S型搖床。強磁選錳礦物屬弱磁性礦物比磁化系數(shù)X = 10X1(-6600X10-6cm3/g),在磁場強度Ho = 8001600kA/m(1000020000oe)的強磁場磁選機中可以得到回收,一般能提高錳品位4% 10%。由于磁選的操作簡單,易于控制,適應性強,可用于各種錳礦石選別,近年來已在錳礦 選礦中占主導地位。各種新型的粗、中、細粒強磁機陸續(xù)研制成功。目前,國內錳礦應用最 普遍的是中粒強磁選機,粗粒和細粒強磁選機也逐漸得到應用,微細粒強磁選機尚處于試驗階段。重-磁選目前國內已新建和改建成的重-磁選廠有福建連城,廣西龍頭、靖西和下雷等錳礦。如 連城錳礦重-磁
8、選廠,主要處理淋濾型氧化錳礦石,采用AM-30型跳汰機處理303mm的洗 凈礦,可獲得含錳40%以上的優(yōu)質錳精礦,再經手選除雜后,可作為電池錳粉原料。跳汰尾 礦和小于3mm洗凈礦莖至小于1m后,用強磁選機選別,錳精礦品位要提高24%25%,達到 36%40%。強磁-浮選目前采用強磁-浮選工藝僅有遵義錳礦。該礦是以碳酸錳礦為主的低錳、低磷、高鐵錳 礦。據(jù)工業(yè)試驗,磨礦流程采用棒磨-球磨階段磨礦,設備規(guī)模均為(p2100mmX3000mm濕式 磨礦機。強磁選采用shp-2000型強磁機,浮選機主要用CHF型充氣式浮選機。經過多年生 產的考驗,性能良好,很適合于遵義錳選礦應用。強磁-浮選工藝流程試驗
9、成功并在生產中 得到應用,標志著我國錳礦的深選已經向前邁進了一大步?;鸱ǜ患i礦石的火法富集,是處理高磷、高鐵難選貧錳礦石一種分選方法,一般稱為富錳渣法。 其實質是利用錳、磷、鐵的還原溫度不同,在高爐或電爐中控制其溫度進行選擇性分離錳、 磷、鐵的一種高溫分選方法。我國采用火法富集已有近40年的歷史,1959年湖南邵陽資江鐵廠在9.4m3小高爐上進行 試驗,并獲得初步結果。隨后,1962年上海鐵合金廠和石景山鋼鐵廠分別在高爐冶煉出富錳 渣。1975年湖南瑪瑙山錳礦高爐不但煉出富錳渣,同時還在爐底回收了鉛、銀和生鐵(俗稱 半鋼),為綜合利用提供依據(jù)。進入80年代以后,富錳渣生產得到迅速發(fā)展,先后在
10、湖南、湖北、廣東、廣西、江西、遼寧、吉林等地都發(fā)展了富錳渣生產。火法富集工藝簡單、生產穩(wěn)定,能有效地將礦石中的鐵、磷分離出去,而獲得富錳、低 鐵、低磷富錳渣,這種富錳渣一般含Mn35%45%, Mn/Fe?1238, P/MnV0.002,是一 種優(yōu)質錳系合金原料,同時也是一般天然富錳礦很難同時達到上述3個指標的人造富礦。因 此,火法富集對于我國高磷高鐵低錳難選礦而言,是很有前途的一種選礦方法?;瘜W選錳法錳的化學選礦很多,我國進行了大量研究工作,其中試驗較多,較有發(fā)展前途的是:連 二硫酸鹽法、黑錳礦法和細菌浸錳法。目前尚未付諸工業(yè)生產。錳金屬生產流程圖四.錳礦石還原處理技術現(xiàn)行的的軟錳礦可分為
11、焙燒發(fā)還原和濕發(fā)還原兩大類焙燒還原:軟錳礦還原焙燒的基本過程是在700-1OOOC下,二氧化錳與還原劑產生反應,生成氧化 錳,氧化錳可溶于酸,浸出液在經過各種凈化過程,得到純凈的含錳溶液用于支取各種最終 錳產品。還原焙燒發(fā)是目前處理高品位錳礦最通行的生產工藝,器缺點是設備投資較大,耗能高, 焙燒過程產生的煙氣對環(huán)境有污染。反射爐反射爐結構簡單,投資少,生產成本較低。但是耗能高,單位面積產量小,勞動強度大, 密閉性差,污染嚴重,國家現(xiàn)已命令禁止使用?;剞D爐主要設備有焙燒窯和冷卻窯組成,加熱源多用重由,煤氣,電熱或煤,還原回轉爐可分 為干燥段,預熱和升溫段,加熱反應段3個部分組成,還原焙燒后的礦料
12、溫度有500-6OOC以 上,在進入冷卻窯內,想冷卻窯外部淋水,使焙燒礦冷卻至80C一下后排出?;剞D爐存在耗能高,投資大,窯內壁易結圈現(xiàn)象和生產成本較高,操作工藝控制要求較 高等缺點。但回轉爐操作工藝成熟,生產能力大,機械化程度高,設備定性,鉆至今未焙燒 還原的首選。固定床堆積還原焙燒固定床堆積還原焙燒發(fā)工藝是在地面上挖掘一地窖,上面安裝爐排,在爐排上鋪上一層 粗爐渣再將顆粒狀的軟錳礦按10: 1的比例混合均勻鋪在爐渣曾上形成物料層,同入主要成 分為CO2的非氧化性高溫氣體,并使水蒸氣調節(jié)至850-95OC,使之穿過料床,與料床中的 碳產生反應。還原焙燒方式幾乎不需要專門的設備,與反射窯和回轉
13、窯相比可節(jié)省大量的設備投資, 能耗也大為降低,據(jù)了解美國KerrMcGee公司在其26萬t / aEMD生產系統(tǒng)中即曾經采用此工 藝。沸騰爐和流態(tài)化爐還原焙燒沸騰爐和流態(tài)化爐用煤氣或還原性的燃燒氣體作為流化介質加熱還原軟錳礦。廣西八一 錳礦曾于2O世紀7O年代實驗日處理100t氧化礦的單層沸騰爐內使用發(fā)生爐煤氣或煤粉作為 還原劑和燃料,由于加熱和還原礦石在同一爐膛內完成,使爐內氣氛難以合理控制,致使熱 耗高,熱效率低,煙塵率大,殘?zhí)几?,因而生產成本亦高。沸騰爐和流態(tài)化爐還原焙燒目前在我國尚處探索和研制階段,工藝還未成熟,亦存在著 系統(tǒng)能耗大、熱量不能回收、配套設備較復雜等缺點。微波還原微波是一
14、種特殊的電磁波,頻率在O. 3300GHz之間,位于電磁波譜的紅外輻射波和 無線電波之間。微波的基本性質與太陽光相似,波速與光速(3X10m/s)相同。微波加熱焙 燒具有以下的技術特點:1)微波電磁能通過物料內分子的激烈運動直接轉變成熱能,是一種潔凈的加熱方式,以 非接觸方式加熱物料,避免外界污染,提高產物的純凈度。2)微波穿透力強,可使物體內外部被整體加熱,速度快而且均勻,可以即時、快速加熱 物料,縮短反應時間,避免了傳統(tǒng)加熱方式帶來的粉狀物料傳熱傳質不均勻的現(xiàn)象。3)礦物中各組分對微波吸收程度不同,因而微波加熱可對其中微波吸收性良好的大多數(shù) 金屬氧化物有選擇性地優(yōu)先加熱,而對脈石類礦物則加
15、熱緩慢(見圖2),并由此對礦物顆粒 具有熱碎裂作用,可提供良好的冶金過程反應動力學條件。4)此外,微波的非熱效應使可使物料中的微觀粒子得到活化,使反應的活化能降低,對 化學反應有明顯的催化作用。5)微波加熱不需要高溫介質來傳熱,而且微波加熱設備本身不吸收微波,所以其熱效率 高,研究和試驗的結果表明,微波焙燒可使氧化錳還原反應的速率成倍提高:在MnO2 Mn2O3 過程中,采用微波加熱的分解速率比傳統(tǒng)的加熱方式提高了2. 1816. 71倍,而在Mn2O3 一 Mn3O4過程中,則分解速率提高了 1.8578. 86倍。這是因為一方面由于微波的穿透力強, 加熱速度快而且均勻;另一方面,由于軟錳礦
16、中的MnO是很好的微波吸收物質,而其他組分 則不是,因而微波可以在礦物內部選擇性地將Mno2優(yōu)先加熱到較高溫度,更加有效地促進 了分解過程。試驗還表明,利用微波加熱技術對軟錳礦石進行的碳熱還原反應有顯著的催化 作用,可以在較低的溫度下進行還原反應,使其還原速度加快而且還原程度徹底。試驗表明: 采用微波焙燒氧化錳的還原溫度只需38045OC。同時,由于微波還原焙燒在較低的溫度下 進行,還可避免回轉窯中經常出現(xiàn)的熔融結疤現(xiàn)象。由此可見,以上微波焙燒的各種特性因 素的共同作用可大幅度地降低軟錳礦焙燒還原反應過程的能耗。微波還原焙燒可連續(xù)化生產,實現(xiàn)全過程的自動化控制,且無粉塵、噪聲、余熱污染, 從根
17、本上改善了生產條件。為了使微波焙燒還原軟錳礦能夠實現(xiàn)產業(yè)化的應用,近年來國內 相關的研究機構和企業(yè)已經開展了許多卓有成效的工作,但是尚需要經過長期的生產實踐考 驗。中信大錳礦業(yè)有限責任公司提出了將微波焙燒技術與熱管技術有機地結合起來,應用于 低品位軟錳礦的“熱能回收型軟錳礦還原焙燒”新工藝和新設備,并即將進入工業(yè)化裝置試 驗階段。熱管是一種導熱性能極高的元件,它通過在全封閉真空管內工質的蒸發(fā)與凝結來傳遞熱 量,具有極高的導熱性。由熱管組成的換熱器具有傳熱效率高、流體阻力損失小、冷熱兩側 的傳熱面積可任意改變、煙氣不泄漏、沒有附加動力消耗、運行及維護費用低的優(yōu)點,已經 在許多行業(yè)中廣泛應用,我國
18、青藏鐵路沿線就是通過熱管技術來保持鐵路路基的永久凍土 層。微波焙燒所得到的產品在冷卻過程中釋放出的熱量,可利用熱管技術加以回收,用于預 熱進入系統(tǒng)的原料礦。因此該項工藝和技術裝備集成了微波加熱及熱管換熱這兩項先進技術 的優(yōu)點,既大幅度降低了焙燒還原反應的溫度和時間,又充分回收利用還原焙燒產物冷卻過 程釋放出的熱量,實現(xiàn)了雙重節(jié)能的目標。硫酸化焙燒法該方法將軟錳礦的碳熱焙燒還原和硫酸浸出合二為一,即將錳礦粉、煤粉和硫酸充分拌 和,在600700C下焙燒1h,軟錳礦被直接還原生成硫酸錳,同時重金屬鹽及可溶性硅酸 鹽可大部份轉化為水不溶性氧化物,焙燒產物直接用水浸出、過濾后即得到硫酸錳溶液。亦 有不
19、需要碳作為還原劑直接將將錳礦粉和硫酸(或硫酸銨)拌和物在400C焙燒3h,再升溫到 700C繼續(xù)焙燒1h焙燒產物用水浸取得到硫酸錳溶液。硫酸化焙燒法的缺點是能耗高、操作條件差、對環(huán)境有污染,因此未得到普遍使用。軟錳礦的濕法還原兩礦一步法將軟錳礦、黃鐵礦和硫酸按一定的配比,在一定的溫度下反應,即可使軟錳礦中的高價 錳還原生成硫酸錳。兩礦一步法的優(yōu)點是省去了高溫焙燒工序,其還原、浸出和凈化可在同一反應槽內完成, 減少了設備投資,黃鐵礦來源廣,價格低廉,生產成本低,操作過程亦簡單易行,與焙燒法 相比大大改善了操作環(huán)境,還降低了酸耗,因此兩礦一步浸出法在當前已是我國低品位軟錳 礦生產錳系產品過程中最通
20、行的工藝路線。兩礦一步法的缺點是還原率和浸出率較低,渣量 大,影響了錳的回收率,尤其在生產電解金屬錳過程的工藝控制上,凈化過程較難掌握,特 別要求軟錳礦和黃鐵礦的礦源成分穩(wěn)定,因此,兩礦一步法雖然在硫酸錳和普通級電解二氧 化錳生產中得到了廣泛的應用,但是在生產電解金屬錳的過程中,至今尚未得到普遍推廣使 用。原則上,其他金屬硫化礦亦適用于兩礦一步法的工藝過程。二氧化硫浸出法二氧化硫氣體通人軟錳礦漿內,即可直接起還原反應生成硫酸錳國內外對使用軟錳礦漿脫除煙氣中的SO2工藝曾經進行了廣泛深入地研究,從熱力學原 理可計算出其反應平衡常數(shù)分別為7. 26X10和24X10,如此巨大的平衡常數(shù),說明MnO
21、2脫硫 過程在瞬間即可反應完成,而且可進行得十分徹底。研究表明,SO2還原浸取軟錳礦的反應 不但速率很快,而且對礦物中的成分有選擇性反應,可減少雜質進入浸出液。雖然SO氣體 直接浸取軟錳礦是一種很早就已經存在的成熟工藝,但是因為在該浸取反應過程中有副反應 產生連二硫酸錳(MnS2O6),影響了浸取產物硫酸錳的質量,因而至今在錳制品的生產中仍未 得到廣泛使用。然而,在以去除氣體中的SO2為主要目的環(huán)境保護治理工程中,如燃煤鍋爐煙氣等含硫氣體的脫硫過程,該方法還是具有相當?shù)膽脙r值??偟恼f,與傳統(tǒng)的還原焙燒法相比,二氧化硫浸出工藝縮短了生產流程,節(jié)省能源消耗、 設備投資和場地、避免了焙燒過程廢氣對
22、環(huán)境的污染。生產成本亦有所降低,而特別適用于 低品位軟錳礦的有效利用,這方面,需要長期的生產實踐來加以驗證。連二硫酸鈣法浸出軟錳礦在浸出槽中將軟錳礦粉與連二硫酸鈣(CaS206)混合成礦漿通人SO2即生成硫酸錳和連 二硫酸錳(見上節(jié)),生成的硫酸錳再與連二硫酸,作用置換轉化為連二硫酸錳溶液和硫酸鈣 沉淀,濾浸出液,碳酸鈣即與浸出渣一起被過濾分離出去。濾液中加入石灰乳,則生成Mn(OH) 沉淀,將其過濾,即得到固體Mn(OH)2產品,可作為錳精礦或用酸溶解后制備錳系產品。而 濾液中含CaS206可循環(huán)使用。二硫酸鈣法浸出軟錳礦的還原機理實際上是SO2還原浸出法,該工藝是20世紀40年代 由美國礦
23、務局首先研究開發(fā)的,后來前蘇聯(lián)和我國一些錳礦也進行過這方面的半工業(yè)性試 驗,試驗結果錳回收率約可達85%左右。其浸出流程和設備均較簡單,所得產品的純度也較 高,質少,產成本亦較低,但是渣量大則是其主要的缺點。筆者認為,在當前錳礦資源日顯緊缺的情況下,連二硫酸鈣法浸出低品位軟錳礦的工藝 路線仍具有一定的現(xiàn)實意義。硫酸亞鐵浸出法鋼廠酸洗廢液和硫酸法鈦白粉生產均有大量的副產綠磯(FeS047H20),可在酸性溶液 中浸出軟錳礦中作為還原劑,使軟錳礦中的四價錳還原成硫酸錳,用于生產硫酸錳或其他錳 系產品。熱力學計算表明,該浸出反應在常溫下可自發(fā)進行,熱力學推動力較大,反應為放熱反 應。綜合國內發(fā)表的用
24、硫酸亞鐵浸出軟錳礦的試驗報告可知其反應條件大體為:反應溫度7095cI=,初始硫酸濃度180210g/L,液固比38: 1,在攪拌下反應時間為23. 5h, 二氧化錳浸出率可達95%以上。顯然,硫酸亞鐵浸出軟錳礦的浸出液中含鐵量較高,如果使用通行的Fe(OH)中和沉淀 法除鐵將產生大量的膠體沉淀,造成過濾困難和錳的吸附損失,因此宜在浸出的同時加入硫 酸鈉,采用鐵磯沉淀法除去大部分的鐵39,所生成的黃鈉鐵磯沉淀的沉降和過濾性能良好, 而且鐵磯沉淀反應為產酸反應,可有利于硫酸亞鐵浸出軟錳礦過程的繼續(xù)進行。余下未除盡 的鐵再以調節(jié)pH值生成Fe(OH)3沉淀的方法深度去除以達到工藝要求。硫酸亞鐵浸錳
25、方法 亦可應用于深海錳結核的浸出過程,可同時浸出其中的錳、鉆、鎳和銅。鐵直接浸出法朱道榮在研究硫酸亞鐵浸出軟錳礦的報告中曾經指出:“在此過程中添加定量的廢鐵 屑,對錳的浸出率、液固分離、減少亞鐵用量都有好處,這方面的工作有待于進一步研究”。張東方等報道了用鐵屑作還原劑,在酸性條件下浸出錳銀礦中的錳,浸出反應條件為: 當鐵礦比1: 13,礦酸比0. 6: 1,液固比3: 1,浸出時間60min,浸出溫度室溫,磨礦細度 為小于0. 074mm占80%時,錳浸出率達到97. 60%,銀則留在浸出渣中,實現(xiàn)了錳銀分離。 酸耗較大是該方法的主要缺點。在這方面,最近國外的研究_4丁表明,在酸性軟錳礦漿中,
26、 直接加入海綿鐵,能夠使軟錳礦中的四價錳迅速地還原成二價錳,比用硫酸亞鐵更加有效。 其反應條件為:物料(錳礦和海綿鐵)粒度:一250+150p. m,H2SO4 / MnO2摩爾比:3,F(xiàn)e / MnO2摩爾比:0. 80,室溫(20C)下反應10min后錳浸出率即達到98%,反應15min后浸出率 達到100%。若將反應溫度從2OcI=提高到6OcI=,則反應時間可從10min減少到3min,即可 使軟錳礦完全被浸出。而在與前列同樣條件下,若使用硫酸亞鐵作為還原劑,并且把Fe/ MnO摩爾比由0. 8提高到反應10min后錳浸出率僅為80%,反應30min后也僅93%,可見直 接加金屬鐵現(xiàn)場
27、形成的硫酸亞鐵對還原浸出的過程起了很有利的促進作用。實際上,鐵屑在酸性溶液中很快就與酸反應生成硫酸亞鐵,起還原作用的還是硫酸亞鐵中的亞鐵離子,因此金屬鐵直接浸出法的機理是與硫酸亞鐵浸出法相同的,實際上是一種改 良的硫酸亞鐵浸出法,是由于初生態(tài)的亞鐵離子可能具有更強的還原能力。直接還原法在酸性條件下,煤可與軟錳礦反應,使其中的MnO2還原成MnO而進入溶液,此可知, 該反應的熱力學的反應推動力較大,Hancock等研究了使用煙煤和褐煤在酸性溶液中分別浸 出Amapa錳礦粉(含錳33. 1%)、軟錳礦(估計含錳63 %)、深海錳結核(含錳33. 9%)和化學 二氧化錳(估計含錳63%)的過程,指出
28、浸出還原反應適率與溫度和酸度成正比,煤/礦比為 1-2: 1,浸出液可用硫酸、鹽酸或腐殖酸,酸濃度為15N,浸出液含固濃度100-300g/L, 在95C以上進行反應約24h,錳浸出率可達95%以上。試驗表明,褐煤還原二氧化錳的能 力大于煙煤,同等反應條件下以上4種類含錳的物料中軟錳礦的浸出率相對較低,而鹽酸溶 液中的浸出反應速率和浸出率明顯大于硫酸溶液。7草酸直接浸出法在酸性介質中草酸可與二氧化錳產生以下還原反應:Mn02+HOOCCOOH+2H 一Mn2+2C02+2H20等報道了用草酸作為還原劑浸出印度Joda軟錳礦(含24. 7%Mn和28. 4%Fe,粒度為一 150+105m)的試
29、驗,在85C的含草酸 30. 6g/L和硫酸濃度為0. 534M的溶液中可浸出錳礦粉中98. 4%的錳,而只有8. 7%的鐵 被浸出。8甲醇直接浸出法甲醇還原金屬氧化物的能力在分析化學中已有許多應用實例,近年來在研究深海錳結核的浸出過程中,有在酸陛介質中使用乙醇或甲醇作為浸出劑的報道。9。農林副產物直接浸出法農作物產品或其副產品的主要成分之一是纖維素,可作為軟錳礦的還原劑,是一種來源 廣、不含毒性元素、價格低廉的可再生資源,在合適的條件下與低品位軟錳礦直接反應,可 使其中的MnO2還原為MnO,反應過程不需要高溫焙燒,也不需外部供熱,設備簡單,投資費 用低,環(huán)境污染小,是一種有效利用低品位軟錳
30、礦資源的可行工藝路線之一。10。解還原浸出法二氧化錳是一種半導體,可用作為電極,在錳礦漿的電解過程中,四價錳從礦漿中被陰 極還原成而價錳而被溶解。礦在硫酸溶液中的礦漿電解浸出過程,指出其反應機理可能為:MnO2+4H+2e 一 Mn+2H20Mn02+H+e 一 MnOOHMnOOH+3H+e Mn2+2H20當有足夠的MnOOH聚集在MnO,表面時,就產生進一步的還原反應,在電解液中形成Mn2: MnOOH+H+e 一一 Mn(OH)2酸度、溫度和所施加的電位對浸出率都有很大的影響,F(xiàn)e2和Mn2的 存在將大大增加反應的速度,最佳的電解浸出反應條件是在7OC的5OL硫酸溶液中,液固比 為1: 100,施加電位0mV(相對Hg / HgSO4 / K2SO4參比電極),反應45min后錳即可被完全浸 出,而鐵的浸出率僅56%。在此反應條件下錳的浸出率要比未施加電位時的化學溶解過程高 出5倍。11。生物浸取法微生物在礦床形成和演變的地球化學過程中起著重要的作用,現(xiàn)在,利用微生物(細菌) 的生
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