软锰矿还原新工艺报告.ppt

软锰矿还原环境友好工艺开发与应用
一、研究的背景与意义
无论是冶金用锰还是化工用锰矿,以软锰矿为原料时,首先面临的是将软锰矿还原。目前通用的方法是以煤作还原剂的焙烧还原法,其严重的缺陷是能耗高,污染物排放量大,耗煤,劳动强度大;因此,开发切实可行的无煤还原新工艺,并应用在软锰矿富集、冶炼及锰盐生产的工序中,将资源优势转化为经济优势,走可持续发展的道路,将具有显著的社会效益、经济效益和环境效益。
二、国内外研究现状与发展趋势
1. 软锰矿选矿
我国锰矿石贫矿多、富矿少,杂质含量高,多数矿石须进行选矿加工处理,最为广泛的选矿方法有:重选、强磁选、浮选、重选——强磁选、强磁选——浮选等机械选矿。
二、国内外研究现状与发展趋势
2.  锰矿石的火法富集
铁锰矿石因锰、铁矿物嵌布粒度细微,用一般机械选矿难于使之分离。常采用火法富集——高炉或电炉冶炼富锰渣的办法富集锰。
二、国内外研究现状与发展趋势
3. 锰盐生产
我国锰盐工业是解放后发展起来的,目前有品种14个,主要为高锰酸钾、硫酸锰、电解二氧化锰等,已基本满足了国内需要。在国外,无机锰盐品种有36个。
软锰矿(MnO2)是生产硫酸锰的重要原料,世界上约60%的硫酸锰是由软锰矿加工制得。硫酸锰是重要的锰盐,80%以上的锰盐都是由它加工制得。软锰矿不溶于硫酸,必须把它还原成一氧化锰(MnO),才能和硫酸反应生成硫酸锰。
二、国内外研究现状与发展趋势
. 煤还原焙烧——硫酸浸出工艺
该工艺的基本原理为:
MnO2+C=MnO+CO
MnO2+CO=MnO+CO2
MnO+H2SO4=MnSO4+H2O
二、国内外研究现状与发展趋势
3. 2. 两矿焙烧法
将软锰矿和硫铁矿干燥后分别经粉碎,然后配料混合,在500~600℃~,熟料用硫酸锰溶液浸取,其反应式为:
8 MnO2 + 4FeS2 + 11O2
= 8MnSO4 + 2 Fe2O3
二、国内外研究现状与发展趋势
. 还原浸取法
将软锰矿、硫酸和一定量还原剂混合反应,经熟化,用水浸取,过滤除渣得硫酸锰溶液。反应所用还原剂可根据条件,选用硫酸亚铁、黄铁矿、铁屑、淀粉、木屑等均可。目前以硫酸亚铁、黄铁矿应用较多。以黄铁矿浸取直接制硫酸锰溶液,其反应式为:
2FeS2+15MnO2+14H2SO4
=15MnSO4+Fe2(SO4)3+14H2O
二、国内外研究现状与发展趋势
国内外用锯木灰做还原剂制取硫酸锰,其反应式如下:
12nMnO2 + (C6H10O5 )n +12nH2SO4 → 12nMn SO4·H2O + 6n CO2 + 5n H2O
据国外文献报道,该法要求反应温度为200—240℃,工艺流程较为复杂,反应时间长达数小时,因此在我国也很难实现工业化。
三、新型还原剂的反应机理
本人在长期潜心研究中开发出一种原料来源广、不含毒性元素、价格低廉的产品,可作软锰矿的还原剂,在合适的条件下可与软锰矿直接反应,使MnO2快速转化为MnO。该工艺的反应历程为: