電解錳渣中錳元素的浸取研究

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1、電解錳渣中錳元素的浸取研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(學(xué)術(shù)學(xué)位)學(xué)生姓名:李明強(qiáng)指導(dǎo)教師:劉仁龍教授專業(yè):化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科門(mén)類:工學(xué)重慶大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院二O一五年五月TheleachingofmanganesefromelectrolyticmanganeseresidueocessAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByLiMingqiangSupervisedbyProf.LiuRe

2、nlongSpecialty:ChemicalEngineeringandTechnologyCollegeofChemistryandChemicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要摘要電解錳是冶金、航天、化工等工業(yè)部門(mén)的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。然而,我國(guó)電解錳產(chǎn)業(yè)在快速發(fā)展的同時(shí),也面臨著巨大的資源和環(huán)境壓力,尤其是電解錳渣的無(wú)害化處理和資源化利用已成為日益突出的問(wèn)題。錳渣中含有大量錳元素,而錳元素的回收不僅能減輕環(huán)境污染,而且還能創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)驗(yàn)

3、發(fā)現(xiàn)電解錳渣庫(kù)存堆積一定時(shí)間后,其物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了明顯變化。傳統(tǒng)浸出方法不能實(shí)現(xiàn)舊渣中錳元素的高效浸出,于是本文提出電場(chǎng)強(qiáng)化與藥劑強(qiáng)化舊電解錳渣的浸出研究。在電場(chǎng)強(qiáng)化錳渣浸出的過(guò)程中,探索了浸錳的條件,并對(duì)浸錳條件進(jìn)行了優(yōu)2化。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知:室溫(25℃)條件下,當(dāng)液固質(zhì)量比為5:1,,電流密度為250A/m,硫酸體積濃度為1%,浸出時(shí)間為1h,錳浸出率可達(dá)到89.15%。繼續(xù)增加液固質(zhì)量比、電流密度、硫酸體積濃度、浸出時(shí)間等,浸出率增加不明顯,反而加大了浸出過(guò)程的成本和能耗。對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)化浸出后的浸出液進(jìn)行了錳回收實(shí)驗(yàn)研究。研究發(fā)現(xiàn)浸出液中存在鐵雜質(zhì),為了

4、得到比較純凈的錳產(chǎn)品,在浸出液中加入少量軟錳礦,50℃下通入空氣1h,調(diào)節(jié)pH值至6.0,加入少量活性炭,冷卻后抽濾,對(duì)浸出液進(jìn)行除雜凈化。然后,采用碳化沉淀法對(duì)浸出液中錳元素進(jìn)行了回收,回收率為97.77%,沉淀中錳元素含量為43.47%,沉淀的物相主要是Mn3O4,MnO2和MnCO3。錳渣在長(zhǎng)期存放過(guò)程中逐漸凝結(jié)成堅(jiān)硬的塊狀,而且低價(jià)錳逐漸被氧化為二氧化錳,在酸性溶液中引入電場(chǎng),會(huì)有H·自由基生成,而H·自由基可以將MnO2還2+原為Mn溶解在溶液中。從而使不溶的二氧化錳溶解。而且,電場(chǎng)可以改變二氧化硅、二水硫酸鈣等脈石礦物表面的電荷分布,促使顆粒相

5、互碰撞,使包裹在錳顆粒周圍的脈石礦物解散。這樣含錳顆粒就會(huì)被陰極產(chǎn)物還原浸出。在藥劑強(qiáng)化錳渣浸出實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),常溫條件下,草酸和水合肼強(qiáng)化錳渣中錳元素的浸出效果較好。草酸強(qiáng)化錳渣浸出的較優(yōu)工藝條件為,草酸與錳渣質(zhì)量比為4%,硫酸體積濃度為1.0%,液固質(zhì)量比為5:1,反應(yīng)時(shí)間為1h。水合肼強(qiáng)化錳渣浸出過(guò)程,在水合肼體積濃度為0.5%,硫酸體積濃度為1.0%,液固質(zhì)量比為4:1,反應(yīng)時(shí)間為1h的條件下,錳浸出率達(dá)到90.91%。關(guān)鍵詞:電解錳渣,電場(chǎng),藥劑,錳回收I重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文英文摘要ABSTRACTManganeseisthekeybasicmate

6、rialofmetallurgy,aerospace,chemicalandtheotherindustrialsector.However,theelectrolyticmetalmanganeseindustryisfacingenormousresourcesandenvironmentalpressureswiththerapiddevelopment,especiallytheharmlesstreatmentofelectrolyticmanganeseresidue(EMR)anditsresourceultilizationarecruci

7、alissues.Somemanganesestillexistsinmanganeseresidue.Therecoveryofmanganesenotonlyreducesenvironmentalpollution,butalsocreateshugeeconomicbenefit.Thephysicochemicalpropertiesofmanganeseresiduechangesignificantlyafterlong-termstorageinlandfill.Traditionalmethodsareinefficientinleach

8、ingmanganesefromlandfilledmangane

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