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1、软锰矿制备硫酸锰的工艺原理和技术软锰矿制备硫酸锰的工艺原理和技术本文由小木头佳贡献pdf 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。三 职大学 明业学报第 出 绷年 期 月版软 锰矿制备硫酸锰的工 艺原理和技术张 启 卫 三 明 职 业 大 学化 工 系摘要 介 绍 了从 软 锰 矿 中采 用 还 原 焙 烧一 硫 酸 浸 出 两 矿 一 步 酸 浸 取 软 锰 矿一 黄 铁 矿 焙 烧 水 浸,出 煤 还 源 湿 法 浸 出 硫 酸 亚 铁 还 原浸 出 石 煤 气 中二 氧化硫 浸 出和 蔗 渣 还 原 浸 出等 几 种 制备 硫 酸锰 的工 艺
2、原 理 和 技术 对 化 学利 用 锰 矿 资源 的生产 工 艺 技 术 扩 展 了方 向 关键词。软 锰矿硫 酸锰原理技术概述软锰 矿 制得。是 生 产 包括硫 酸锰等 二 价 锰盐 的 主要 原 料 世界 上 约有,的 硫 酸 锰 都 是 由 软锰 矿 加 工。硫 酸 锰 是 最 重 要 的二 价锰盐 约。 。的锰 盐 制 品 都 是 由它 加 工 制 得, ,因此 近 年来从 软 锰 矿 生 产,盐 的 工 艺研 究十分 活 跃 锰 的工 艺 原 理 和 技术工 艺 原 理 和 技术笔者 根 据 自己 的 实践 结 合 有 关 文 献 较 全 面 地 详 述 了 国 内外软锰 矿 生 产
3、 硫 酸软 锰 矿 中 的 锰 为 四 价态 它 不 溶 于 酸 和 碱 必 须 通 过还 原 的方法 将,还原为后 才能 溶 于 硫酸溶 液 生 成 硫酸锰 目前研究 的工 艺 和 技术 为,焙烧一 硫酸 浸 出 工 艺 该 工 艺 已 有 近 半个多世 纪 的历史 是 一 个 成熟 的传 统 工 艺,。生 产 上 采 用 煤作 还 原 剂 在 还 原 气 氛 条件 下,进 行焙烧 发 生 的 化 学 反应 为,入 心工 艺 过 程是 把 煤 和 软锰 矿碾 磨 过 筛 按 一 定 的 配 比混 匀后 在, ,一温 度 下 焙烧。焙烧 后 所 得到 焙砂 冷 却后 用,的硫 酸 溶液 浸取
4、控 制液 固 比为以玉,浸 出率 可 达以上。浸取反应 为践 玉日电眺 践此 外其 它一些 脉 石 矿 物 也 会与硫 酸 反 应 而 被 溶解 一 并进 人 溶液 中玫 以玉 眺 岌入 践 岌琳以工受岌玉峡岌践岌无几十践 以入 玫 义为月珑, ,阳礴践值来 除 去 得 到 的, ,这些 副反应 不 仅 消耗 硫酸 而且 给 浸 出 液 带 进 大量 杂质 生 产 上 是 利用 调 节 溶液 的净化 液 经浓 缩结 晶制 得硫酸锰 纯 度 可达生 对 环 境 有一 定 污 染,以上。本 工 艺 的 缺点是 能耗高 劳动强 度 大 有 粉 尘 和 烟 气 产, ,。两 矿 一 步浸 出工 艺用
5、软锰 矿 和 黄铁 矿 在硫 酸 介质 中反 应 制 备 硫 酸锰 的 工 艺 已 先 后 在 我 国 广 西 云 南等 进 行 了 工 业 试 验 并已 建 厂生 产。、本 工 艺在浸 出程 中的 反 应 比较 复杂 其 主 要有 下 列几个 反 应,载璐 二 味七硒尹十眺。一耐一崛竺 二一暇肠十洲一一坛十珑殊 偏呜 耐晒日嗽 性奋 材肠俨一一早一一一十践。嘛几 耐践洲以,践。疏 嘛几 耐 疏 偏呜 耐二一喇 嗽一性一一肠一一践二, ,二一由于 上述几 个 反 应 的电动 势 试 验 表 明反应 的最 终产 生 为俨十值 可 见 用 黄铁 矿 与软锰矿 在酸 性 介 质 中进行 反 应 在热
6、力学 上 是 完全 的洲一,或此呱 外 脉,呱践岌践 抵 二 里 旦 望玉叹玉石矿 物中的 少 量 碳 酸盐 和 氧 化物也 会与 践 以 玉 反应 形 成硫酸盐 进人 溶液 其 反应 有,一践几 践 乓 呱,总 反应 的化学方 程 式为十眺。,十二践无 姚巧兔玩 以入玫 岌 儿二月 几,厌无姚, ,两矿一 步 法制 备 硫 酸锰 的工 艺特点 是 反 应 不 需 高 温焙 烧 而 是 将 矿 粉 磨 细 混 合 后 直接 在硫 酸溶 液 中浸取 反 应 避 免 了 粉 尘 和 烟 气 的 污 染 减轻 了劳动强 度, ,。其工 艺流 程见 图,锰矿石黄铁矿丫硫酸本 工 艺影 响 浸 出的主要
7、 因 素有 硫 酸 用 量 液 固 比 浸 出 时 间 浸出时 温 度 等。一入 硫 酸用量化合浸 出中和除杂一母液从理论 分析 反 应 物耗 量 比 为 软 锰 矿 黄 铁 矿 硫 酸 二, ,生 产实 际 投料 比 为软锰矿 黄铁 矿 硫 酸 二,一,即硫 酸 用 量 略大 于 理 论 用 量 这 是 因 为脉 石 矿 物 也。会 消耗 一 部分硫 酸所致浸 出 率 可达,当硫 酸 用 量 达理论 用 量 范 围 时 锰 的,固 液 分离以 上 若加 酸 量 低 于。则浸 出率 明显 降残渣 蒸发浓缩东低 只 有约 黄铁 矿,硫酸锰,黄铁 矿是 浸 出 反应 的 还原 剂 加 少 了 不
8、足 以 使 转化 为 别较 大。,完全。图被浸 出 加 多 了 又 增加 废 渣 处 理 量 且 经 济 上 也 不 合 适,黄铁 矿 的 来 源 不 一 对 它 的还 原 性 差,浮 选 得到 的 黄铁 矿 因表 面 沾有 浮选 药 剂 会 影 响 其 浸 出 反 应 另外 放 置 太 久 因 表 面 被 空 气 氧 化 也 不。利 于浸 出因此 以 原 生 矿 的使 用 效果较好 磁 硫铁 矿 的 效 果 较 差 生 产 上 选 用 时要 加 以 注 意,。 液固 比一 般来说 液 固 比控制在,一范 围就能满 足浸 出要 求 生 产 上 为 了 提高 浸 出液 的 浓 度 液 固 比常采
9、用,。 浸 出时 间两矿 一 步 浸 出工 艺在 浸 出反应 温 度 达 到要 求 后 需,小 时后 才 有 观 察 到 反 应 发 生 浸 出反 应 达,小 时后反应 已 趋 于 平衡 所 以 浸 出时 间 以,小 时 为宜。 浸 出温 度由于浸 出 反应 速 度 较 慢 因此 必 须 保 证 浸 出 液 有 较 高 的浸 出 温 度 生 产 上 可 控制 浸 出液 温 度 为 右 这 样 可 大 幅 加快 浸 出速 率, ,左。软锰 矿 和 黄铁 矿 焙烧水 浸 工 艺 前述 两 种 工 艺 都 要用 到大 量硫 酸 这 对 缺硫 酸地 区 生 产 硫 酸锰 带来 困 难,年 广 东梅 县
10、 大 雅 化 工 厂 进,行 了 软锰矿 和 硫 铁矿 混 合焙 烧水 浸工 艺 生 产硫酸锰 的 研 究。在 小 型 试 验 的 基 础 上 进 行 了扩大试 验获 得 了 成功 的产 品 质量均达 到 出 口 一 级 品 标准,。氧 化锰矿 与硫 铁 矿混 合焙烧 的 主要反 应为坛 玉,肠十暇, ,受马。十该 工 艺 过 程 为 氧化 锰 矿 和 硫 铁 矿 先 经 干 燥 然 后 按 比 例混 合碎成 矿 粉 送 人 反 射 炉 中焙 烧, ,熟料 用稀 硫 酸 锰 溶 液浸,锰矿 粉黄铁 矿、出 经 过滤滤 渣用 清水洗 涤 洗 涤液 作为 浸 了稀 液 滤液浓缩 结晶制得硫酸锰 产
11、 品 其 工 艺 流程 见 图、。该工 艺 每生 产 一 吨 硫 酸锰 需 软锰 矿 黄铁 矿, ,吨,含了 配 矿 杏 焙 烧 杏浸 出吨 扩大试验表 明水 浸 取 制备 硫告滤 令 蒸 发分 离 今 烘 干 粉碎 今 产品以酸锰 工 艺技术 可 行 与氧化 锰 直接焙烧酸浸 工 艺 相 比 具 有 节 约能耗 不用 硫酸成本低 的 优点 是 一 种利 用 贫 矿 资 源 的 有 效 方法。, ,过煤 还 原二 氧化 锰 湿 法 工 艺在 酸性 介质 中 二 氧化锰 和 煤 反 应 可 使 四 价锰 转化为 二, ,城价锰进 人溶液 这 可 从 下 列 两 个半 反 应 中看 到,图 、 、
12、践 , , ,户 了、 、 、叙扁呜 耐无 璐,二一十践。合并 两 个半 反 应 的 浸 出反 应 为玫 幻,尹一一反 应 是在近 沸 的溶 液下 进 行 热 力 学 平衡常数,、了 表 明 反 应进 行 得很 完 全,。实 际 表 明 反 应 速 度 与 温 度关 系密切 在 溶液 近 沸条件 下 反 应 速 度 最 快和 加煤 量,。此外 反 应 速 度还 取 决 于 酸 的浓 度,。具体 工 艺过程 是 煤 软 锰 矿 的重 量 比 为时 锰 的浸 出 率 可 达早在以上。,反 应温度在。一之 间 矿 浆 浓 度 达摊月 浸 出 时 间 小另外 在选 择 煤 时 以 褐 煤为好硫 酸亚
13、铁 浸 出工 艺年就 已 有 报 导用 酸性 硫 酸 亚铁 或酸 洗 液处 理软锰 矿 制 取 硫 酸锰。浸 出 反应 随介质酸 度 的不 同有 下 列 三 种 不 同的产物在 中性 溶 液 条 件 时以玉以岌玉在 低硫 酸溶 液 条 件 时无以玉 以玉叹为过酸溶液 条件 时玉岌儿,乓转 化 为 硫酸锰 为 了 防止 反应 时 生 成氢氧 化 铁 或碱 式, , ,无 论 在 酸性 或 中 性溶 液 中 硫 酸亚铁都 能使, ,硫酸 铁 沉 淀覆 盖在 软锰矿 表 面 阻 碍 反 应 因此 浸 取 反应应 控 制在 酸 性介质 中进行最 近 已 重视 用 硫酸法 生 产钦 白粉所产 生 的 废
14、 酸 和 滞 销副产 品 绿 矾 锰矿 浸 出生 产硫 酸锰,。眺,或 电镀 厂 废 酸 进 行软。这 不 仅 可 减少废 酸 的 处 理 费 用 而 且 还 扩 大 了 绿 矾 的使 用 范 围 特 别适 合 于 钦 白粉 厂。,联合 生 产 硫 酸 锰 可 使企 业 获得更 大 的 经 济 效 益 和 变 害 为 宝 的环 保社 会 效益生 产钦 白粉产 生 的废 酸 每升含 眺,摊 月 与 绿 矾 和 软锰 矿 共热 反 应 生 成值生 成后 再调 节,以玉 和乓,以飞由于反应 中产 生 的十量 很大 该工 艺 中的除 铁不 宜 用 传统 的调 节,沉 淀 的方法 可 用 先 生 成黄钱
15、铁 矾 残以入,沉 淀 待除去 大部 分,值生 成沉 淀 的 方法净化 浸 出液 该 工 艺 可 与 生 产碳酸 锰 相 结 合 用 生 产碳 酸 锰 的 副产 品硫 酸按 来 除铁 使 工 艺更加合理与 完 善, ,。烟道气 还 原二 氧 化锰湿 法 工 艺燃煤烟 气 中含有 其与软锰矿 反应 使,二 气体 毛,其排放到大 气 中产 生 大气 污 染并造成酸 雨十。利 用 它 在溶液 中 的还 原 性 可 将,还 原成,离 子 溶解进 人 溶液 浸 出 反应 为,几十 岌 无姚将软锰 矿调 成 矿 浆 去 吸收烟道 气 中的 义 几气 体 即可浸 出锰制 得 硫 酸锰 同 时 又 除 去 了
16、 叹 毛气 体 这 种 以,城甸城戈 咙,环境为 核 心 的制取 硫 酸 锰 技 术 具 有很 好 的 环 境 和 经 济效益,。在利用以 玉 湿 法 还 原 软锰 矿 的浸 取 过 程 中,料浆 的固液 比和 温 度在,州 值 和 温 度 对 义乃 的 吸 收均 有 较 大 的 影 响,。试验 表明采用的 固液 比,值控制在,一,左 右 的 条 件下 锰 的浸 出 率可 达,以上,。该 工 艺 的最 大特点 是 以 废 治 废 变废 为 宝 当全 世 界 工 业 发展 迅 速 二氧化 硫 烟气 严 重 污 染 大 气 处 理 这 种废气 已 是 现 代 工 业 首要 的 环 保 问题 在 现有 的处 理方 法 中虽 然 比较成熟 但其共 同的缺 点是 只 有投 人 没 有, ,产 出 或产 出甚 少 本 工 艺把废气 处 理 和 锰矿 资源 开 发 利用 结合 起 来 创 造 出新 的经 济效 益, ,。甘蔗 渣 还 原 软锰 矿 工 艺甘 蔗 渣 为有 机 物 主要 成 分 是纤 维 素和 少 量 糖
