微波輔助高價(jià)錳還原浸出研究.pdf

1、生產(chǎn)錳系產(chǎn)品的濕法冶金過(guò)程要求將軟錳礦中的MnO2還原為酸溶性的MnO，軟錳礦的還原工藝對(duì)錳系產(chǎn)品的成本、能耗和操作環(huán)境具有很大的影響。因此，軟錳礦的還原工藝技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)外錳礦加工產(chǎn)業(yè)的一項(xiàng)重要研究課題。錳還原工藝的關(guān)鍵是尋找一種廉價(jià)、高效、易得的，且對(duì)環(huán)境影響較小的還原劑。葡萄糖等一系列碳水化合物已被一些學(xué)者實(shí)驗(yàn)證實(shí)是非常有應(yīng)用前景的還原劑。同時(shí)，基于微波獨(dú)特的選擇性加熱，快速加熱，均勻輻射等特點(diǎn)，微波加熱技術(shù)在濕法冶金中已取得廣泛

2、的應(yīng)用，其作為一種新的冶金手段，潛在優(yōu)勢(shì)十分明顯。
　　 論文以電解二氧化錳(EMD)為研究對(duì)象，對(duì)水浴加熱和微波加熱兩種方式下錳浸出率進(jìn)行了對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：相同溫度下，水浴加熱的錳浸出率要高于微波加熱。通過(guò)對(duì)微波儀器控溫機(jī)制以及浸出反應(yīng)的熱力學(xué)進(jìn)行分析，解釋了造成此現(xiàn)象的主要原因；其次，通過(guò)對(duì)兩種加熱方式下錳浸出動(dòng)力學(xué)的對(duì)比，并計(jì)算浸出過(guò)程的表觀活化能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：水浴加熱浸出過(guò)程在低溫時(shí)受化學(xué)反應(yīng)控制，隨溫度升高，控制步驟

3、轉(zhuǎn)為混合控制，而微波加熱浸出過(guò)程基本屬化學(xué)反應(yīng)控制。論文對(duì)C粉在溶液中還原EMD進(jìn)行了探索性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)影響錳浸出率的反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、硫酸濃度、C/MnO2質(zhì)量比等因素的研究，得到了C還原EMD的最佳浸出條件：反應(yīng)時(shí)間3 h，反應(yīng)溫度100℃，C/MnO2質(zhì)量比為5∶1，硫酸濃度2.5 mol·L-1，錳浸出率可達(dá)到97％；在浸出過(guò)程中加入鐵鹽后，錳浸出率得到提高，說(shuō)明鐵鹽對(duì)浸出反應(yīng)產(chǎn)生了催化作用。論文采用葡萄糖作為還原劑，在微波輻

4、射輔助下還原浸出軟錳礦。通過(guò)對(duì)浸出條件的優(yōu)化，得到最佳的還原浸出工藝為：葡萄糖/錳礦的質(zhì)量比為0.5，硫酸濃度1mol·L-1，H2SO4/MnO2摩爾比為2∶1，反應(yīng)溫度80℃，微波功率為600 W、反應(yīng)時(shí)間30 min，錳浸出率可達(dá)94％；通過(guò)對(duì)不同溫度下錳浸出率與時(shí)間關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)，該浸出過(guò)程是一個(gè)由化學(xué)反應(yīng)控制和擴(kuò)散控制混合控制的過(guò)程。反應(yīng)溫度較低時(shí)，反應(yīng)速率較小，整個(gè)過(guò)程受化學(xué)反應(yīng)步驟控制，隨著溫度的升高，化學(xué)反應(yīng)速度迅速增加