关于2009年第2期《二氧化锰流态化还原试验研究》一文的致歉和声明

由于作者疏漏，致使署名错误，现就本刊2009年第2期第82页刊登的《二氧化锰流态化还原试验研究》一文作如下声明：①本成果是在武汉理工大学余永富院士闪速磁化焙烧学术思想下的研究成果，作者张汉泉为课题的主要参加人之一。②本文研究工作均在武汉理工大学完成，其技术成果为武汉理工大学和长沙矿冶研究院所有，与武汉工程大学无关。③参加本课题研究工作的同志还有长沙矿冶研究院彭泽友工程师、刘小银教授、陆晓苏高工，在此一并致谢。本人对以上疏漏造成的有关误会及损失深表歉意，并真挚地向以上所涉及同志致歉。     

软锰矿悬浮还原焙烧试验研究

对广西新振锰业集团软锰矿的工艺矿物学特性进行了研究, 利用粉状锰矿具有粒度细、比表面积大、化学反应快的特点, 对粉状锰矿进行了悬浮闪速还原焙烧半工业实验研究, 找出了二氧化锰还原转化率最优时的最佳操作参数。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, 系统运行稳定可控。悬浮闪速还原反应炉温度1 050～950 ℃, 反应炉入口气体CO浓度4.5％～7.5％, 反应炉中固气比0.5～0.8 kg/m³的条件下, 1 min内二氧化锰转化率达到了90%以上, 焙烧产品经过磁分离提纯, 可以除去30%以上的铁矿物, 产品锰铁比由3.04提高到4.04。用稀硫酸对还原产品进行浸出试验, 锰浸出率高达85%以上, 远远高出原矿在同样条件下的10%左右的浸出率。     

王家滩菱铁矿流态化磁化焙烧试验研究

对王家滩菱铁矿在流态化状态下的磁化焙烧温度和焙烧气氛条件分别进行了试验研究。试验结果表明：焙烧矿样中菱铁矿热解率大于94.5%,磁性铁转化率大于89.94%;在弱还原气氛（1.5%CO）、800～1060 ℃的温度条件下,获得了铁回收率大于90.00%,精矿品位大于58.00%的指标;在1 000 ℃的温度条件下,无论在弱还原气氛（0～1.05%CO）还是弱氧化气氛（0.47%～1.85%CO）中焙烧,均能获得铁回收率大于90.00%的良好指标。     

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。     

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。     

石油焦还原焙烧进口软锰矿的工艺研究

对某含锰40.73%的进口软锰矿进行了还原焙烧-硫酸常温浸出试验研究。开展了还原焙烧温度、焙烧时间、还原剂(石油焦)用量条件试验,确定最佳还原焙烧工艺条件为:焙烧温度900℃、焙烧时间60 min、石油焦用量15%,此条件下焙烧获得的焙烧矿经硫酸常温浸出,可获得锰浸出率95.61%的良好指标,为进口软锰矿的有效湿法利用提供了技术支持。     

基于交互正交试验的铁矿粉流态化还原影响因素研究

采用交互正交试验法,以铁矿粉流态化还原产物的金属化率为因变量,选取还原温度、还原时间、气体线速度和还原压力为自变量,通过极差和方差分析探究了各操作参数及其交互作用对铁矿粉流态化还原的影响。结果表明,4个因素以及因素间的交互作用对铁矿粉流态化还原产物金属化率影响的大小顺序为：还原温度>气体线速度>还原时间>还原压力>还原温度与气体线速度交互作用>还原温度与还原压力交互作用>还原时间与气体线速度的交互作用>还原压力与气体线速度交互作用>还原温度与还原时间的交互作用>还原压力与还原时间交互作用;较高的还原温度有助于晶须之间的结合、形成更致密的结构;较高的气体线速度改善了流态化还原反应的动力学条件,有助于铁矿粉流态化还原。     

生物质焦焙烧还原低品位软锰矿的研究

采用新型还原剂生物质焦在马弗炉中焙烧还原低品位软锰矿,分别研究了焙烧温度、焙烧时间、生物质焦用量等条件变量对软锰矿还原率的影响,得出最佳实验条件为焙烧温度850℃,焙烧时间60min,生物质焦用量14%,软锰矿还原率可达98%以上。并对软锰矿焙砂进行X射线衍射分析,结果表明生物质焦焙烧还原软锰矿的还原过程依次经历了MnO_2→Mn_2O_3→Mn_3O_4→MnO的物相转变。     

某海滨铁砂矿流态化气基还原—高温熔分试验

为了确定印度尼西亚某海滨铁砂矿的合理开发利用方案,在模拟流化床的竖直管式炉内,以CO与H2的混合气体为还原剂,对该海滨铁砂矿进行了直接还原试验,并对最佳条件下的还原产物进行了熔分条件试验。结果表明:1反应温度和还原气氛对还原效果影响显著,在还原温度为900℃、还原气体H2和CO的体积比为7∶3、还原时间为80 min情况下,还原产物中铁的还原度为96.11%、铁的金属化率为93.40%。2确定条件下的还原产物适宜的熔分温度为1 570℃、碱度为1.2、熔分时间为15 min,对应的铁回收率为92.99%。因此,流态化气基还原—高温熔分工艺是该海滨铁砂矿开发利用的有效工艺。     

软锰矿直接还原浸出的研究

采用软锰矿—黄铁矿直接酸浸工艺处理软锰矿的试验表明 ,过高的硫酸用量不利于锰浸出率的提高 ,本文从理论上解释了这一现象 ;当向浸出体系配加少量的还原试剂 H时 ,可显著提高锰浸出率。     

某地菱锰矿生产电解二氧化锰试验研究

针对某地菱锰矿的特点,确定采用浸出—净化—电解—成品处理的工艺流程制备电解二氧化锰。各工序锰的直收率分别为:97.61%、98.42%、99.28%、99.62%,锰的总收率为95.01%。所得电解二氧化锰产品MnO2含量≥92%,符合出口产品及日本等国某些厂家的技术要求。     

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%。     

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%。     

配加钠盐添加剂的高铁锰矿煤基直接还原的试验研究

采用煤基直接还原-磁选工艺对某高铁锰矿进行铁-锰分离的试验研究。不配加添加剂时磁性产物铁品位为59.42%, 锰品位为20.73%; 非磁性产物锰品位为48.88%, 铁品位为5.91%。为强化铁-锰分离, 选择Na₂CO₃、Na₂SO₄和Na₂S₂O₃作为添加剂进行还原试验, 结果表明3种添加剂在还原过程中都能促进铁-锰分离, 且Na₂S₂O₃效果最优。在Na₂S₂O₃用量为5%时, 磁性产物的铁品位提高至85.38%, 锰品位降低至9.08%; 非磁性产物的锰品位提高至54.72%, 铁品位降低至2.59%。研究了加入添加剂前后焙烧矿的微观结构和物相转变, 结果表明Na₂S₂O₃有利于MnS和Mn₂SiO₄的形成并促进了铁晶粒的聚集长大。     

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。     

软锰矿和浮选方铅矿共同浸出液的净化

对浮选方铅矿精矿和软锰矿两矿共同浸出含锰溶液中Fe 、Pb 杂质的净化工艺条件进行了研究。结果表明, pH =4 时, 采用针铁矿法除铁, 能有效去除浸出液中的Fe 离子; 在温度为45 ℃、pH =4、硫化剂与方铅矿的质量比为1∶20 时, 采用硫化法去除重金属, 浸出液中的Fe 、Pb 杂质含量均小于1 mg/L, 满足制备工艺要求。     

贫菱锰矿合成碱锰电池级化学二氧化锰研究

以贫菱锰矿为原料合成碱锰电池用化学二氧化锰(CMD), 系统研究了合成过程中各工艺因素对二氧化锰产品性能的影响。结果表明, CMD的视密度受中间产品MnCO₃视密度影响较大, 控制碳化结晶条件可以获得视密度达2.10 g/cm³的重质MnCO₃; CMD的电活性主要与晶型有关, 在350～400 ℃下热分解重质MnCO₃所得γ型MnO₂电活性最佳; 通过热解产品精制可以提高CMD的MnO₂含量, 同时改善CMD颗粒形貌, 获得了MnO₂含量达91%, 视密度为1.90 g/cm³, 电容量为249.43 mAh的CMD最终产品。     

贵州某低品位碳酸锰矿选矿提锰研究

贵州某碳酸锰矿储量大,品位低,为了更合理开发利用,通过X射线荧光光谱和X射线衍射、光学显微镜分析等测试方法,对锰矿石的矿物组成、主要元素赋存状态、重要矿物嵌布特征以及矿物解离特征等进行了系统分析,并且在此基础上开展了选矿提锰探索研究。结果表明,块状、条带状和显微结核状为该碳酸锰矿的主要结构和构造;主要有用矿物为菱锰矿和锰方解石,主要脉石矿物为石英和绿泥石。细粒菱锰矿多与锰方解石、石英和黏土矿物等胶结共生。Mn含量为10.70%,Mn/Fe和P/Mn比值分别为5.38和0.013,该锰矿为高磷高硅低铁贫锰矿。锰矿石各粒级中Mn均匀分布,矿石泥化现象较严重。常规浮选较难分离出含锰矿物;在磨矿细度为-0.075 mm占67.44%、矿浆浓度为10%、磁场强度为640kA/m时,经一次强磁选可获得Mn含量为16.73%、Mn回收率为64.17%的磁选精矿,满足三级碳酸锰矿要求;在磁选基础上增加焙烧后,精矿品位Mn含量可提高至18.72%,但Mn回收率降至49.84%。     

氧化锰矿石直接还原制备锰铁合金

以某氧化锰矿石为原料,采用直接还原工艺制备锰铁合金,重点研究了碱度、配碳系数、添加剂加入量对还原过程的影响。研究结果表明：合适的碱度是实现渣与金属分离的重要条件,配碳系数影响产物中金属的迁移、聚集,添加剂对降低渣系熔点、促进金属相聚集长大效果明显。试样在碱度为2.0、配碳系数为1.0、添加剂配入量为CaO+AlAl₂O₃+SiO₂+MgO总量的5%、温度为1 350 ℃条件下还原焙烧30 min,可获得金属锰含量约71%、金属铁含量约17%、碳含量约7%的锰铁合金。