电解锰渣盐酸浸取钙的动力学研究

以电解锰加工过程中产生的酸性废渣为原料,以盐酸为浸取剂,对电解锰渣中的钙进行浸取实验研究。结果表明：盐酸浓度为3 mol/L、液固体积质量比为6 mL/g、反应温度为80 ℃、反应时间为60 min的条件下,钙的浸取率为94.2%。酸浸过程的动力学分析表明,锰渣中钙的酸浸反应过程符合收缩核模型,受化学反应控制,其反应的表观活化能Ea为43.96 kJ/mol,反应级数为0.872 5。     

电解锰渣酸浸实验条件探究

以铜仁市某电解锰企业排放的电解锰渣为原料,通过X射线衍射及化学分析方法分析锰渣中主要物相及成分含量.实验中以盐酸作为酸解剂,考察盐酸浓度、固液比、反应时间、反应温度对锰渣分解率的影响,通过正交试验表明:盐酸浓度对分解率的影响最为显著,其次是反应固液比、反应温度,反应时间对锰渣分解率的影响最小,在最佳酸浸条件下测得锰的浸出率为95.89％,铁的浸出率为94.69％,钙的浸出率为63.38％,铝的浸出率为2.21％,NH4+-N浸出率96.34％.     

酸法还原浸出电解锰渣中锰和铁的工艺条件和动力学分析

研究酸法还原浸出电解锰渣中锰、铁的影响因素和动力学机制,并初步分析了反应机理.结果表明:增加反应温度、浸出时间均有助于锰、铁浸出率的提高.在85℃、4mL/g液固比、1.67mol/LH2SO4、0.2mol/LH2C2O4、120min浸出时间的条件下,锰、铁浸出率分别为99.9％和79.3％.反应机理为电解锰渣中难溶物Mn2O3、CaMn2O4、Fe(OH)3在酸性溶液中与H2C2O4发生还原反应形成易溶组分.锰、铁的浸出过程符合内扩散控制模型,表观活化能分别为21.6kJ/mol和17.9kJ/mol.     

双酸法提取硫铁矿烧渣中铁

应用硫酸-盐酸混酸浸出回收硫铁矿烧渣中的铁,探讨了主要因素对铁浸取率的影响,确定了最佳浸取条件。结果表明,各因素对铁浸取率影响的显著性为:硫酸浓度>盐酸用量>浸取时间>硫酸过量系数;提高反应体系温度,增加盐酸用量均能提高铁的浸取率,而硫酸浓度、反应时间以及硫酸过量系数对铁浸取率存在最佳值。在反应体系沸腾温度为118~125℃,浸取时间为3 h,硫酸浓度为50%~60%,盐酸用量为0.25ml·(g烧渣)^-1,硫酸过量系数为1.2的条件下,硫酸烧渣中铁的浸取率达到93.1%,明显高于单一酸的浸取率,提高了铁的资源综合利用率。     

电解锰渣基沸石对锰离子的吸附性能研究

电解锰渣是电解锰行业露天堆存的大宗固体废弃物,在堆存过程中将产生毒性污染物锰离子。为有效利用电解锰渣的同时消除锰离子对环境的危害,以电解锰渣为原料采用微波碱熔活化法制备沸石,并用于吸附锰离子。考察了溶液初始锰离子质量浓度、溶液pH、吸附温度和吸附时间等因素对锰离子吸附效果的影响。结果表明:在溶液初始锰离子质量浓度为500 mg/L、溶液pH为6、吸附时间为2 h、吸附温度为50 ℃条件下,电解锰渣基沸石对锰离子具有较好的吸附能力,最大吸附量高达79.18 mg/g。探究了电解锰渣基沸石对锰离子的吸附行为。结果表明,锰离子在沸石表面的吸附符合准二级动力学模型,Langmuir等温吸附模型比Freundlich模型更适合于描述电解锰渣基沸石去除锰离子的等温吸附过程。电解锰渣基沸石循环使用性能良好,在重金属废水处理方面具有潜在的应用前景。     

电解锰渣浆液烟气脱硫性能及机制

电解锰渣是电解锰生产过程中产生的锰矿石酸浸渣,富含锰、铁等活性组分,理论上可催化氧化SO₂实现烟气脱硫,同时脱硫后的电解锰渣可资源化利用,然而目前尚未见电解锰渣矿浆脱硫的研究报道。本文研究了工艺参数对电解锰渣浆液脱除SO₂性能的影响,探究了电解锰渣浆液烟气脱硫的过程机制。结果表明：锰渣粒径为200目（<75μm）、锰渣浆液初始浓度5000mg/L、气体流量400mL/min、进口SO₂体积分数0.20％、反应温度50℃、反应时间180min的条件下,电解锰渣浆液脱硫率最高可达93.87%。脱硫前后电解锰渣XRD、SEM、XPS表征结果表明,MnO₂、MnO、Fe₂O₃等活性组分参与SO₂反应,且浆液中的Mn²⁺、Fe³⁺等过渡金属离子液相催化氧化SO₂生成H₂SO₄,实现烟气脱硫。     

响应面法优化酒石酸还原浸出电解锰阳极渣工艺

以湘西某电解锰厂的电解锰阳极渣为原料、酒石酸为还原剂、硫酸为助浸剂湿法还原浸出阳极渣中的锰并富集铅。通过单因素实验并基于响应曲面法BBD模型对浸出工艺进行了优化。设定浸出温度、液固比、硫酸浓度、酒石酸用量4个影响因子，锰浸出率为响应值，考察优化得到最佳浸出条件及独立因素对锰浸出率的影响程度。结果表明：最佳浸出工艺条件为浸出温度为80℃、硫酸浓度为3.7 mol/L、液固体积质量比（mL/g）为3.5、酒石酸用量为1.5 g（理论用量的1.1倍）、浸出时间为1 h，该条件下锰浸出率为98.27%，铅浸出率为0.16%。对阳极渣中锰浸出率的影响效果由大到小依次为：硫酸浓度、液固比、浸出温度、酒石酸用量、浸出时间。对浸出液和浸出渣进行表征分析，探讨了其反应机理。用酒石酸还原浸出富集阳极渣中的锰、铅，具有无二次污染、反应时间短、浸出率较高、锰铅分离效果较好等特点。该研究能够为电解锰阳极渣的资源化利用提供理论依据。     

锶废渣制备锶盐酸浸取工艺关键参数的实验研究

以碳还原天青石生产碳酸锶的锶废渣为原料,采用盐酸为浸取剂,研究了锶废渣制备锶盐酸浸取工艺中锶渣粒径、浸取温度、浸取时间、溶液酸度等参数对锶浸取率的影响。在此基础上利用正交实验对锶渣酸浸取工艺进行优化。得到锶废渣酸浸取锶的最佳工艺：锶渣粒径为0.062 mm、反应时间为2 h、反应温度为30 ℃、浸取液pH为0.1。该研究可为提高锶资源的利用率提供参考。     

电解锰硫化渣浸出低品位软锰矿的研究

以低品位软锰矿为研究对象,采用电解锰硫化渣浸出其中的锰,考察了搅拌速率、液固比、温度、硫化渣用量、硫酸用量和反应时间对锰浸出率的影响。结果表明,在搅拌速率为400 r/min,液固比为5,硫化渣用量3 g,硫酸浓度140 g/L,温度90℃,浸出时间3.5 h时,锰的浸出率达94.27%,实现了硫化渣的资源再利用。     

电解锰渣中Mn2+的固化及动力学研究

电解锰渣(EMR)中大量可溶性锰会带来严重的环境问题,需要对其进行固化处理。本文利用CaO固化电解锰渣中Mn²⁺及其动力学机制,系统考察了CaO添加量、液固比、温度和反应时间对Mn²⁺固化率的影响。通过XRD、SEM-EDS对原EMR和预处理EMR的物相组成、表面形貌检测分析,探讨固化反应机理。结果表明,在CaO与EMR质量比6:100、液固比4:1、温度55 ℃、反应时间150 min条件下,Mn²⁺固化率为99.72%。机理研究表明,电解锰渣中Mn²⁺以MnO₂和MnOOH的形式固化。动力学分析结果表明,氧化钙固化Mn²⁺过程受化学反应和残留固体膜层扩散混合控制,反应表观活化能为11.713 5 kJ/mol。本研究提供了一种简单有效的改性锰渣方法,可用于指导锰渣可持续利用。     

铁强化电解锰阳极液体系中氧化锰矿烟气脱硫和锰浸出工艺

结合电解锰生产工艺,以氧化锰矿为原料,以电解锰生产过程产生的电解阳极液废水配置烟气脱硫浆液,在其中添加FeSO₄强化电解锰阳极液体系下氧化锰矿烟气脱硫及浸锰能力,探讨铁强化氧化锰矿烟气脱硫和浸锰的工艺条件对烟气SO₂脱除和锰浸出的影响机制。研究发现FeSO₄的加入,通过FeSO₄与MnO₂之间的氧化还原反应以及产物三价铁离子和二价锰离子的协同催化作用,可同时提高锰矿烟气脱硫效率和锰的浸出率。锰矿粒径越小,脱硫及浸锰效率越高。温度升高,氧化锰矿浆液烟气脱硫率逐渐下降,浸锰率则先升高后下降,并在60℃时达到最大。浆液液固比和烟气流量的增大均会导致烟气脱硫率的下降,但会提高氧化锰矿浸锰率。进口SO₂浓度过高会导致脱硫率下降,但更有利于浸锰。采用5级逆流吸收对7%的烟气进行铁离子强化氧化锰浆脱硫,得到最终SO₂出口浓度293μL/L,溶液Mn²⁺浓度为44.72g/L,满足电解要求。铁强化电解锰阳极液体系有效回收利用了电解锰生产废水,不仅集脱硫浸锰工艺为一体,且可实现脱硫和浸锰效率的同时提升,为电解锰行业的清洁生产和资源综合利用提供理论依据和技术参考。     

氧化锰矿浆脱硫制硫酸锰反应塔设计与应用

以处理某锰企电解锰渣煅烧装置产生的高浓度SO2烟气的脱硫反应塔为例,将该反应塔与石灰石-石膏湿法脱硫塔进行对比及分析,并对反应塔的选型、塔主体结构和防腐处理进行介绍.氧化锰矿浆脱硫制硫酸锰技术的核心设备是反应塔.反应塔内脱硫浆液与含硫烟气逆流接触反应,脱硫后的烟气达标排放,反应生成硫酸锰浆液返回电解锰车间回收处理.反应塔设计进口烟气量为135300 m3/h,烟气中φ(SO2)最高可达9.07%.运行结果表明,该反应塔运行稳定,浆液混合均匀,系统无堵塞和可见腐蚀,出口气体ρ(SO2)≤200 mg/m3,锰浸出率最高可达90%.     

惰性气氛下电解锰渣高温还原焙烧脱硫

电解锰渣的化学成分与水泥的组成符合，但高含硫量限制了其在水泥生产中的掺量。本研究采用高温还原焙烧法脱除电解锰渣中的硫，以焦炭为还原剂，在氮气气氛中以不同条件对电解锰渣进行热分解生成SO₂。用扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）分析固体产物，气体分析仪分析SO₂的释放，高温还原焙烧法脱除电解锰渣中的硫，探究焙烧温度和焦炭添加量对焙烧产物的物相和硫含量的影响。实验结果表明，生成SO₂的最佳条件为焦炭添加量4％、分解温度1000℃。在最佳条件下，SO₂的最大浓度为3513mg/m³，可用于生产硫酸。焙烧固体产物在温度为900℃、焦炭添加量为4%添加时，SO₃含量可以降低到2.17％。根据GB175—2007《通用硅酸盐水泥》中规定，满足水泥中SO₃含量须低于3.5%的要求，电解锰渣还原焙烧产品可以作为水泥原料，为电解锰渣的资源化综合利用提供理论依据和技术参考。     

电解锰渣综合利用评述

电解锰渣是电解锰过程中产生的过滤酸浸渣。近几年来,随着电解锰行业的快速发展,带来了很大利益的同时也带来了严重的环境污染问题,对电解锰渣的资源化利用已经成为亟待解决的问题,现已成为电解金属锰行业和环境保护领域的研究热点。介绍了目前电解锰渣综合利用的研究进展,总结了目前各种方法的不足,并提出了一些对电解锰渣的研究及应用前景的想法,旨在为未来电解锰废渣的资源化综合利用提供参考。     

电解锰渣－废玻璃低温烧结制备陶瓷砖的研究

以电解锰渣和废玻璃为主要原料,采用低温烧结法制备陶瓷砖,探讨了烧结温度、电解锰渣及废玻璃的含量对陶瓷砖基本性能的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,陶瓷砖吸水率先减小后增大,体积密度先增大后减小;随着锰渣含量的增加,陶瓷砖的吸水率逐渐增大,体积密度逐渐减小;随着玻璃含量的增加,陶瓷砖的吸水率逐渐减小,体积密度逐渐增大。40 g陶 瓷原料,当锰渣的添加量为32%（质量分数）、玻璃的添加量为10 g、烧结温度为900 ℃时,得到的陶瓷砖的吸水率最低、体积密度最大。     

钙化-酸浸提钒沉钒母液中锰的回收

对钙化?酸浸提钒沉钒母液中锰资源的回收,一方面可以提升提钒工艺的经济效益,另一方面可避免母液循环时锰浓度不断累积而影响氧化钒产品质量,从而有助于实现母液闭路循环而提升全流程的环境效益。本工作提出了采用草酸沉淀法高效回收沉钒母液中的Mn2+,考察溶液体系pH值、草酸加量系数、反应温度和时间对锰回收率及沉淀产物物相组成的影响,以及草酸沉淀分离锰后母液的循环次数对钒浸出过程的影响。结果表明,草酸沉淀法可高效分离沉钒母液中的Mn2+,在溶液体系pH=4.0、草酸加量系数为1.5、反应温度为50℃、反应时间为60 min的条件下,锰回收率达94.33%,所得产物为纯度大于98%的水合草酸锰,为片状晶体,并呈花簇状生长。将脱锰后的沉钒母液循环至酸浸段,对钒浸出率及浸出液中锰的浓度没有明显影响,表明该方法有助于实现钙化?酸浸提钒中废水的闭路循环。     

低品位碳酸锰矿制备高纯度硫酸锰工艺研究

利用低品位碳酸锰矿和硫酸浸出反应,经除杂净化制备了高纯度硫酸锰。在液固比为5∶1、硫酸浓度为0.86 mol/L、搅拌速度为300 r/min、反应时间为80 min的条件下,对锰矿浸出过程做了动力学研究。结果表明,该锰矿浸出过程基本符合由内扩散控制的未反应收缩核模型,经计算得到表观活化能Ea=9.83 kJ/mol。对70 ℃下锰浸出率为91.4%的浸出液做了除杂净化处理。在80 ℃条件下,先加入用量为理论值1.5倍的二氧化锰将Fe2+氧化成Fe3+,再控制pH为5.0进行水解除铁,除铁率为96.38%,且除铁过程中锰损失率仅为4.98%。用S.D.D除重金属时,控制溶液温度约为60 ℃、pH为5.4~6.0、S.D.D加入量为理论值的1.2倍、反应时间为60 min,得到溶液中残留镍质量分数≤1.5×10-6,除镍率达95.3%。最后采用中温条件下蒸浓结晶法制备得到MnSO4·H2O质量分数为98%的硫酸锰产品。     

乳酸还原浸出低品位软锰矿

用乳酸还原浸出低品位软锰矿,采用单因素实验考察乳酸用量、反应时间、温度、硫酸用量等因素对锰浸出率的影响,用响应面法对反应条件进行了优化,用高效液相色谱测定了反应中的有机物,对还原浸出产物进行了研究. 结果表明,在锰矿粉加入量10.0 g、乳酸用量1.2 mL、反应时间3.47 h、温度90℃、硫酸用量12%、搅拌速率200 r/min、液固比10 mL/g条件下,锰的浸出率可达93.99%. 还原产物为丙烯酸、甲酸和乙酸;还原浸出60 min后乳酸反应基本完全,210 min内丙烯酸含量降低不明显,甲酸和乙酸含量缓慢增加.