软锰矿悬浮还原焙烧工艺研究

研究了软锰矿悬浮还原焙烧工艺。经过堆积态还原焙烧,在温度为800～950℃的温度范围内,氧化锰转化率(二氧化锰转化为一氧化锰)大于90%,原矿还原焙烧-弱磁选除铁率达到30%,而Mn、MnO的损失率不足3%;通过处理量500kg/h的多级悬浮还原焙烧半工业试验结果表明,对广西新振锰矿进行悬浮还原焙烧,合适的操作参数为:多级悬浮反应炉温度1050～950℃,多级悬浮反应炉入口气体CO浓度4.5%～7.5%,多级悬浮反应炉中固气比0.5～0.8kg/Nm3,二氧化锰的转化率达到了90%以上。据热平衡表计算可得,焙烧1t原矿需要补充的热耗为:1.432×106kJ/t(原矿),折合为48.94kg(标煤)/t(原矿)。结果表明:悬浮闪速还原焙烧反应工艺,具有较宽温度、气氛、固气比的操作范围,反应时间由几十分钟缩减到5～60s,产品锰铁比的大幅度提高,为充分利用锰矿资源提供了技术基础。     

煤基还原焙烧法处理高品位氧化锰矿试验研究

为了有效开发利用海外高品质锰矿资源和提高我国锰系产品的生产水平，以进口高品位氧化锰矿为原料、煤为还原剂，对比研究了还原温度、还原时间与还原剂配比对粒矿、粉矿和内配炭球团矿3种焙烧物料还原率的影响。结果表明，3种焙烧物料的工艺条件略有差异，粒矿焙烧的最佳工艺条件为: 焙烧温度900 ℃、还原剂配比15%、焙烧时间70 min; 粉矿焙烧的最佳工艺条件为: 焙烧温度800 ℃、还原剂配比15%、焙烧时间60 min; 内配炭球团矿焙烧最佳工艺条件为: 焙烧温度850 ℃、还原剂配比15%、焙烧时间50 min。在最优条件下得到的焙烧料用硫酸浸出，不同焙烧物料各自的还原率与浸出率相差不大，粒矿可以保持在92%以上，粉矿和内配炭球团都可以达到95%左右，接近96.52%的理论还原率。     

某进口软锰矿还原焙烧、浸出实验研究

根据某进口软锰矿石中锰矿物的赋存形态, 进行了还原焙烧、硫酸浸出工艺实验研究。结果表明, 适宜的还原焙烧条件为: 还原剂烟煤加入量(相对锰矿质量)12%、焙烧温度900 ℃、焙烧时间 60 min, 该条件下所得焙烧矿在液固比9∶1、硫酸浓度120 g/L、搅拌速度450 r/min条件下浸出时间60 min, 锰浸出率达96.83%。该工艺可为进口软锰矿的利用提供技术依据。     

某氧化锰矿还原焙烧-酸浸试验研究

以云南华坪煤为还原剂, 采用还原焙烧-酸浸法处理云南某氧化锰矿, 研究了工艺参数对锰浸出率的影响。实验表明, 在煤用量为15%、焙烧温度为800 ℃、焙烧时间为30 min、硫酸用量为理论用量的110%、液固比为5∶1、常温浸出60 min的条件下, 处理-2 mm的氧化锰矿, Mn浸出率达到94.25%。采用该工艺处理-4 mm的氧化锰矿, Mn浸出率为94.04%。     

二氧化锰流态化还原试验研究

针对现有氧化锰矿还原处理工艺中效率低、能耗高、操作条件差、环境污染较严重等问题,利用气固流态化高效传质传热原理,将流态化快速还原技术应用于氧化锰矿的还原焙烧。广西大新锰矿矿石中的锰矿物主要以软锰矿（β-MnO₂）和复水锰矿（MnO（OH）₂）的形式存在,利用流态化状态下,气固传热效率高、接触面积大的特点,强化氧化锰矿石的还原焙烧反应,在750～850℃的温度条件下,CO含量3%~6%,获得了转化率大于90%的指标,焙烧时间只需10～60s,证实了氧化锰矿（MnO₂·nH₂O）在数十秒钟实现流态化快速还原焙烧的科学设想,将对工业化开发利用低品位锰矿资源有一定的推动作用。     

某低品位锰矿还原焙烧—直接酸浸工艺研究

根据某低品位锰矿石中锰矿物存在的形态特点,进行了还原焙烧—直接酸浸工艺技术条件研究。结果表明,适宜的还原焙烧工艺条件:烟煤与试样质量比为10%,焙烧温度为700℃,焙烧时间为60 min;适宜的浸出条件:液固比为3∶1,硫酸用量为200 mL/kg,搅拌速度为250r/min,浸出时间为30 min,最终锰浸出率达92.41%。     

以硫化钙为还原剂焙烧还原提取锰除尘灰中的锰

研究了以硫化钙为还原剂焙烧还原提取锰除尘灰中的锰, 考察了焙烧时间、焙烧温度、物料配比、搅拌速率、浸出温度、液固比、浸出时间和H₂SO₄浓度对锰除尘灰中锰及铁浸出率的影响。结果显示, 焙烧还原工艺最佳条件为：锰除尘灰与还原剂硫化钙质量比4.12∶1、焙烧还原温度600 ℃、焙烧还原时间1.0 h, 酸浸工艺最佳条件为：搅拌速率300 r/min、H₂SO₄浓度3 mol/L、液固比8∶1、浸出温度80 ℃、浸出时间25 min, 最佳工艺条件下锰、铁浸出率分别为98.18%和76.83%。     

焙烧歧化-铁屑还原浸出低品位锰矿工艺研究

采用焙烧歧化-铁屑还原法对低品位锰矿进行还原浸出, 探究了一种焙烧过程不添加还原剂、反应全过程无有害气体产生的高效浸出锰的方法, 考察了焙烧温度、酸矿比、铁矿比、液固比、反应温度、反应时间对锰浸出率的影响。结果表明, 在焙烧温度700 ℃、酸矿比1.05∶1、铁矿比0.14∶1、液固比6∶1、浸出温度50 ℃下浸出2 h, 锰浸出率达到92.63%。     

高价态难溶锰资源回转窑还原焙烧技术研究

由于高价锰（MnO₂）资源具有难以酸浸，而低价锰（MnO）资源容易酸浸的特点，研究了回转窑还原焙烧技术应用于各类高价态难溶锰矿资源的可行性。试验结果表明，回转窑的动态焙烧试验工艺条件与静态焙烧试验的工艺条件基本一致，回转窑动态焙烧试验在焙烧温度为800 ℃，焙烧时间为60 min，还原剂用量为15%的条件下，国产低品位锰矿石、电解锰阳极泥锰浸出率分别为94.13%和99.59%；在焙烧温度为950 ℃，焙烧时间为60 min，还原剂用量为15%的条件下，进口高品位锰矿石锰浸出率为96.59%。表明回转窑还原焙烧工艺适于处理不同种类的高价态锰资源。     

高价态难溶锰资源回转窑还原焙烧技术研究

由于高价锰（MnO₂）资源具有难以酸浸，而低价锰（MnO）资源容易酸浸的特点，研究了回转窑还原焙烧技术应用于各类高价态难溶锰矿资源的可行性。试验结果表明，回转窑的动态焙烧试验工艺条件与静态焙烧试验的工艺条件基本一致，回转窑动态焙烧试验在焙烧温度为800 ℃，焙烧时间为60 min，还原剂用量为15%的条件下，国产低品位锰矿石、电解锰阳极泥锰浸出率分别为94.13%和99.59%；在焙烧温度为950 ℃，焙烧时间为60 min，还原剂用量为15%的条件下，进口高品位锰矿石锰浸出率为96.59%。表明回转窑还原焙烧工艺适于处理不同种类的高价态锰资源。     

回转窑处理中低品位锰矿试验研究

针对含铁的中低品位锰矿石进行了实验室静态及回转窑动态连续试验, 采用还原焙烧-酸浸工艺有效回收金属锰。在回转窑温度750 ℃, 转速2.2 r/min时, 配入10%还原剂进行焙烧; 取焙烧矿280 g, 当浓硫酸用量95 mL, 液固比6∶1, 浸出时间40 min, 搅拌速度300 r/min时, 可获得Mn回收率大于90%的良好指标。进行了除铁探索试验, 可有效降低浸出液中铁含量。该研究为利用回转窑回收中低品位锰矿资源提供了新思路。     

硫化氢还原焙烧氧化锰矿工艺

以硫化氢为还原剂,对氧化锰矿进行还原焙烧,研究了还原焙烧温度、还原焙烧时间、氧化锰矿粒度和硫化氢浓度对锰浸出率的影响。结果表明,最佳还原焙烧条件为: 焙烧温度500 ℃、焙烧时间75 min、氧化锰矿粒度0.150~0.250 mm、硫化氢浓度5%,此时锰浸出率达到99.06%。该工艺可为工业副产品硫化氢高附加值利用提供理论和技术指导。     

低品位氧化锰矿硫磺还原焙烧技术条件研究

采用硫磺为还原剂,对氧化锰矿的还原焙烧过程进行了研究,重点考查了焙烧温度、焙烧时间和硫/锰摩尔比对锰浸出率的影响。研究结果表明,在封闭体系中,当焙烧温度为550℃、焙烧时间为10 min、S/Mn摩尔比为0.5时,还原焙烧产物采用稀硫酸浸出,锰的浸出率可达95%以上。该研究可为低品位氧化锰矿的高效利用提供理论和技术指导。     

新疆某难处理含钒石煤焙烧—酸浸提钒试验研究

新疆某难处理含钒石煤中钒以极细粒分布在绢云母中,现场采用传统焙烧系统进行空白焙烧提钒,存在氧气浓度低、温度控制难等问题,最终钒浸出率仅为20%左右。为此,在充分分析原矿性质的基础上,采用自行设计的气基焙烧系统进行石煤原矿的空白焙烧试验研究,条件试验确定适宜的焙烧温度为800 ℃、焙烧时间为20 min、气体流量为400 mL/min、氧浓度为20%;对此条件下获得的焙烧样进行酸浸提钒,固定硫酸浓度30%、液固比1.25∶1、浸出时间3 h、浸出温度90 ℃,最终钒浸出率可达46.51%。研究结果表明新装置具有焙烧温度低、焙烧时间短、对矿石的选择性小、焙烧气氛精准可调等优点,可有效降低生产成本、提高生产效率。     

高铁氧化锰矿还原过程中铁锰氧化物同步还原动力学研究

分别采用气基(CO)和煤粉为还原剂，在管炉中进行了高铁氧化锰矿还原焙烧试验，探究了焙烧温度和焙烧时间对高铁氧化锰矿中锰和铁氧化物同步还原的影响。结果表明，气基还原焙烧条件下，Mn₂O₃还原过程受化学反应控制，还原反应表观活化能为42.64 kJ/mol; Fe₂O₃还原过程受内扩散控制，还原反应表观活化能为21.30 kJ/mol。与煤基焙烧相比，气基还原焙烧过程中Mn₂O₃和Fe₂O₃还原反应更容易进行，且锰氧化物由Mn₂O₃直接还原为MnO,不需要先还原为Mn₃O₄中间产物。     

二氧化锰浸出方铅矿工艺条件的正交法优化

用正交实验法优化了在盐酸体系中二氧化锰浸出方铅矿精矿的工艺参数。直接分析和方差分析结果表明: 5种工艺参数对铅浸出率影响由大到小的顺序为: 反应体系中总液体与总固体质量比m_总液/m_总固, 二氧化锰与方铅矿精矿质量比m_二氧化锰/m_方铅矿, 盐酸浓度, 反应时间, 反应温度。最佳实验方案组合为:m_总液/m_总固=10、m_二氧化锰/m_方铅矿=1.3、盐酸浓度为3 mol/L、反应时间为60 min、反应温度为80 ℃, 该组合能使方铅矿精矿中的铅浸出率大于99.5%。     

氧化锰矿低温硫化还原浸出工艺改进试验研究

氧化锰矿硫磺还原焙烧-酸浸工艺低温焙烧产物中生成了大量的MnS物相,酸浸过程S较易以H_2S气体挥发逸出而导致硫利用率不高和环境污染的问题。利用焙烧产物中共存的Mn_3O_4的氧化性,研究纯矿物MnS与Mn_3O_4的酸浸过程,考查了MnS中硫物相的转变规律,以查明减少浸出环节气体H_2S的逸出的效果,完善氧化锰矿硫磺还原焙烧-酸浸工艺。