工业硫酸锰浸出液的深度净化及其湿化学法制备四氧化三锰研究.pdf

.(anhuiUniversityOfScience&Technology)20AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringChemicalEngineeringandTechnologyintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorYangWeijunJune,2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:日期:沙l咿】|5羁学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口,在——年解密后适用本授权书。2、不保密∥(请在以上相应方框内打“√”)作者签名:导师签名:辣利孝卅日期:砂7∥年厂月/日日期:∥日硕士学位论文摘要四氧化三锰是一种高性能结构材料,而且是生产软磁铁氧体的重要原料。目前国内主要是以电解金属锰为原料来生产四氧化三锰,而这种方法的生产成本较高,经济效益差。使用价格低廉的硫酸锰为原料,碱性条件下水解、空气氧化制备四氧化三锰是今后一个重点发展的方向。本论文以低贫软锰矿硫酸锰浸出液为原料,研究和开发了去除钙镁杂质的新方法和新工艺,制备出了合格的四氧化三锰产品。论文讨论了软锰矿硫酸锰浸出液的深度净化除杂问题,在去除铁和铝,以及重金属离子的基础上,找到一种新的去除钙镁离子的方法,从而得到了纯净的硫酸锰溶液。研究结果为:以体积分数为30%,皂化率为60%的P204与磺化煤油组成有机相,在温度25℃,相比O/A为3:1,控制料液初始pH值为6的条件下进行萃取时,钙、%%,料液中钙、镁离子的含量可以降至100ppm以下,可以得到深度去除钙、镁离子的高纯硫酸锰溶液。,金属离子基本被反萃完全。设计了利用浸出净化液及反萃液制备高纯锰化合物的经济可行的工艺流程,从而实现了硫酸锰浸出液的全流程综合应用。论文研究以硫酸锰浸出液、氨水为原料,空气为氧化剂,采用两步法制备了四氧化三锰。单因素实验探讨了硫酸锰浓度、反应温度、反应体系的pH值、氨水浓度对硫酸锰水解产物含硫量的影响,并得出最佳工艺条件:、反应温度在60。C、氨水浓度为10%、终点pH值为10。单因素实验探讨反应温度、反应体系的pH值、反应时间和乙醇添加剂的用量对四氧化三锰产品含锰量的影响,并得出最佳工艺条件:反应温度60℃、、反应时间8h、乙醇添加量20“。对影响四氧化三锰纯度的关键中间产物碱式硫酸锰进行深入研究。通过水热法合成制备了碱式硫酸锰,。研究结果表明,Mn:(Oh02S04的热分解过程分为两个阶段;Mau(OI-I)2S04的脱水反应符合随机成核和随后生长机理,积分方程为qo)=[-lIl()】拢,温度在200-400℃,·-Mn:(Oh02S04的脱SOs分解反应,℃,反应符合n=l/4的反应级数机理,积分方程为G(o产1.()1/4,·mot-。关键词:深度净化;四氧化三锰;碱式硫酸锰;热分解;动力学工业硫酸锰浸出液的深度净化及湿化学法制备四氧化三锰的研究AbstractManganesetetroxideisakindofstructuralmaterialsofhighperformance,,manganesetetroxideispreparedbyeleclmlyzingmanga