低品位氧化锰矿制备电解锰过程的研究.pdf

分类号UDC硕士学位论文密级低品位氧化锰矿制备电解锰过程研究StudyontheprocessofPreparationofElectrolyticmanganeseusingLow-·gradeoxidationmanganeseore作者姓名:赵鹏飞学科专业:化学工程学院(系、所):化学化工学院指导教师:满瑞林教授答辩委员会主席中南大学2012年5月原创性声明本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名二/胁日期:时五月丑日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅:学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签薏协导师签年立月丑日中南大学硕士学位论文摘要摘要针对我国锰矿品位低,杂质多,处理流程长等特点,本文研究提出一套高效、低成本的低品位氧化锰矿制备电解锰的工艺,并对工艺过程进行优化。流程包括采用亚硫酸钠做电位调节剂还原浸出,黄铁矾法除铁,硫化钠净化除杂一锅法制备硫酸锰电解液,)。通过浸出基础热力学数据计算,、-pn图,在25。C,,【Mn]=lmol/L,UFe]=lmol/L下,当pH<,<E<(—)时,Mn2+和Fe”共同存在,得出能保证浸出和除铁的溶液电位调节剂有两类。分别选择过氧化氢和亚硫酸钠作为代表进行浸出和除铁实验,优化过氧化氢作为电位调节剂时工艺条件:反应温度为90℃,硫酸用量为1009/L,,。使用氨水调浆,,,锰、铁、%、%、%。在实验基础上对基础热力学数据进行修正,Mn2+和Fe3+共同存在区域变化为:在90℃,,吣hl】,田e】=,当pH<,<E<()。在修正后数据基础上对亚硫酸钠作为电位调节剂的工艺条件进行优化:反应温度为90℃,硫酸用量为1109/L,,。使用氨水调浆,,锰、铁、硅的浸出率分别为98%、%、%。经过两者的用量和反应能力最终选择亚硫酸钠作为还原剂。对浸出液的净化过程进行研究,结果表明在反应终点pH=,除杂效果最好。整合浸出,除铁和除其他杂质金属离子过程,采用废电解液为浸出剂,多段浸出,多段逆流洗涤,保证净化液的锰离子浓度,研究使用一锅法缩短流程,解决后续除杂难过滤等问题。通过MnS04.(N山)-pH图和MnS04一(yrh)2S04-,确定了工艺条件为:,电解温度为中南大学硕士学位论文摘要35。C,电流密度为350A/m2,锰电解过程阴极电流效率可达到77%。改进电解过程,使用阴阳离子交换膜作为电解隔膜的双膜三室电解法制备电解锰,平均阴极电流效率可达80%。关键词低品位氧化锰矿,热力学计算,一锅法还原浸出,双膜三室电解法,电解锰11湖南省科技重大专项“锰资源高效清洁利用关键技术开发与示范(ordingtothelowgrade,,wetakeNa2S03aspotentialmediatingagentinthereductiveleachingprocess,removeironusingjarositeprocess,preparemanganesesulfateusingonepotmethodthroughsodiumsulfidepurificationprocess,ri—chamberstechniqueintheMnS04一(NH4)2804-NH3-