含锰废渣资源化回收有价金属研究进展论述

含锰废渣主要产生于湿法冶炼中和沉铁、重金属脱除等环节,含有大量有价金属和大量的有毒物质。对含锰废渣的处理是冶金行业和环保行业密切关注的问题。本文对含锰废渣的主要来源、环境污染物组成以及国内外对含锰废渣的资源化利用进行了综述,分析了各种含锰废渣的理化性质,介绍了各种回收工艺的优缺点及研究进展,并针对含锰废渣资源化回收有价金属工业化进程问题提出了几项原则,最后指出了低品位硫化锰渣的资源化利用方向。     

脆硫锑铅矿的低温熔盐冶炼工艺及机制研究

研究了以ZnO为固硫剂，碳粉为还原剂，Na₂CO₃、NaCl混合物熔盐为熔炼介质，对脆硫锑铅矿进行固硫还原反应制备锑铅合金，并探讨了冶炼机制。结果表明：在900～1 000℃下，固硫还原反应可以进行；熔渣中有ZnS生成，起到了固硫作用；在熔炼温度900℃、熔炼时间90 min、ZnO用量为矿石质量1.05倍、碳粉用量为矿石质量0.3倍、熔盐为反应物总质量3倍、熔盐组成为Na₂CO₃和NaCl质量比6∶4条件下，锑铅合金直收率达79%,其中锑质量分数为42%,铅质量分数为46%;该法可将矿石中的S元素以ZnS形式固定，避免了含硫废气的排放，且作为熔盐的Na₂CO₃和NaCl可再次回收，有利于实现环境友好和资源回收利用。     

蔗渣白泥中和硫酸锰溶液中有机物脱除的研究

分别以活性炭、膨润土、大孔树脂为吸附剂，研究不同吸附剂脱除蔗渣白泥中和硫酸锰溶液中的有机物效果，单因素试验表明，3种吸附剂中膨润土的吸附效果最佳。研究还对膨润土的吸附参数进行正交优化，优化试验得到的最佳参数为：pH值4、吸附温度25℃,吸附时间40 min,膨润土用量12.0 g,在此条件下，MnSO₄溶液中的化学需氧量(COD)去除率可达到42.3%。试验为蔗渣白泥在电解二氧化锰(EMD)产业中实现资源化利用提供科学参考依据。     

净化硫化渣氧化浸出过程的动力学行为研究

在电解二氧化锰的生产过程中,常采用BaS等硫化剂对浸出液中钴、镍等重金属进行硫化除杂,得到的净化硫化渣中含有大量的锰、钴、镍等有价金属。这些净化硫化渣大部分填埋于企业选定的渣场内,不仅造成有价金属的浪费,而且严重污染环境,本文以净化硫化渣为原料,在酸性介质下,以软锰矿为氧化剂,依据缩合模型,研究了协同氧化浸出过程的动力学机理,再通过SEM、XRD表征方法,研究了浸出过程的表面微观变化,结果表明,惰性组分硫酸钡包裹在活性组分表面,阻碍了进一步的浸出,浸出过程是缩核式浸蚀。且该过程主要控制步骤为内扩散控制,表观活化能为：51.24 kJ/mol,并得到相应动力学方程。     

改性甘蔗渣吸附剂的制备及其对废水中铬的吸附

采用乙醇、氢氧化钠对甘蔗渣进行预处理,再以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,环氧氯丙烷、二乙烯三胺和三乙胺为改性剂对甘蔗渣进行改性,制备了吸附剂--改性甘蔗渣,并将其用于铬离子吸附。采用红外光谱仪、扫描电镜对改性前后的甘蔗渣进行表征,证实甘蔗渣改性后官能团和表面微观结构发生了显著变化。甘蔗渣最佳改性条件为: 甘蔗渣5 g、N,N-二甲基甲酰胺15 mL、环氧氯丙烷5 mL、二乙烯三胺用量1 mL、三乙胺用量12 mL、改性温度85 ℃、改性时间2 h。甘蔗渣吸附废液中铬离子的最佳条件为: 100 mL废水中投加0.2 g改性甘蔗渣、废液pH=3、吸附温度30 ℃、吸附时间1.5 h、铬离子初始浓度50 mg/L,此时改性甘蔗渣对铬离子的吸附率为97.38%。该方法为解决工业废水中重金属污染问题提供了新思路。     

电解锰渣回收锰制备高纯硫酸锰的研究

利用二氧化锰矿粉和硫酸的氧化作用浸出锰金属,再通过调节浸出液pH除大部分的铁,然后在不同pH条件下采用P204萃取剂两步法除钙铁和回收锰,最后经硫酸反萃取后浓缩结晶制备高纯硫酸锰。最佳工艺条件为:在硫酸浓度100g/L、液固体积质量比6mL/g、渣料质量比8、浸出温度90℃、浸出时间180min,锰浸出率可达93.5%;调节浸出液pH=4.0除大部分的铁,除铁率达到了84.8%,溶液浓缩定容至20mL,调节浸出液pH=1.6,加入体积比1∶1、皂化率30%的P204和磺化煤油萃取剂,萃取10min,钙、铁萃取率分别达到了91.2%和80.5%,再次调节浸出液至pH=3.5,加入体积比2∶1、皂化率30%的P204和磺化煤油萃取剂,萃取10min,锰萃取率最高达92.9%,最后经硫酸反萃取后浓缩结晶制备高纯硫酸锰,锰的总回收率达到了82.6%,溶液经浓缩结晶后得到的高纯硫酸锰纯度达到了99.78%,含铁0.0012%、钙0.0023%。     

焦炭还原焙烧锰矿制备硫酸锰及其机理

以非洲进口锰矿为原料,焦炭为还原剂,进行还原焙烧、硫酸浸出制备硫酸锰溶液。探究焦炭配比、焙烧温度、焙烧时间对锰还原效果的影响,确定最佳工艺参数,并对焙烧反应体系进行热力学分析及对浸出过程进行动力学分析。结果表明,最佳的焙烧条件为：焦炭配比15%、800℃焙烧60 min,锰的还原率达到97.84%。焙烧体系反应都是自发进行的,表观活化能为22.458 6 kJ/mol,且浸出过程受内扩散控制,动力学方程为：1-2x/3-(1-x)^2/3=8.48exp(-22458.6/RT)×t。     

焦磷酸亚锡溶解性能的工艺研究

本文从产品的应用-使用溶解情况角度出发,对焦磷酸亚锡生产工艺进行了研究,实验结果表明:在含100 g/L Sn~(2+)的氯化亚锡溶液中滴加8%焦磷酸钠溶液,反应温度60℃反应,反应终点pH=1.5,产品经-0.06 Mpa,200℃下烘干后,焦磷酸亚锡产品在焦磷酸钾中的溶解度达到了100%,很好地解决了焦磷酸亚锡产品溶解性能差的问题。     

钛白绿矾渣与电解锰渣协同浸出试验研究

广西是我国重要的电解二氧化锰和钛白生产基地,电解锰渣和钛白绿矾渣的处理一直是制约两个行业发展的难题。由于钛白绿矾渣中的硫酸亚铁可用作还原剂浸出电解锰渣中的MnO₂,因此本研究进行了硫酸体系下电解锰渣浸锰试验,考察了电解锰渣与绿矾渣配比、浸出温度、硫酸浓度、浸出时间、固液比对锰浸出率的影响,并对浸出反应进行动力学分析。试验结果表明：在电解锰渣和绿矾渣质量比10∶1.0、浸出温度50℃、硫酸浓度1.0 mol/L、浸出时间1.0 h、固液比为1∶15 g/mL的条件下,锰的浸出率达到98.67%;浸出反应符合收缩核模型,反应表观活化能为40.47 kJ/mol,表明浸出受内扩散-界面化学反应控制;试验还根据线性拟合结果确定了锰浸出过程的宏观动力学方程。该研究为回收电解锰渣中的锰,实现电解锰渣和钛白绿矾渣的资源化利用提供了参考依据,对固废减量化处置具有现实意义。     

硫化锑矿冶金研究进展论述

现行锑冶炼主要采用“鼓风炉挥发-反射炉还原熔炼”工艺,主要存在以下两大问题：一是会产生低浓度SO₂烟气;二是生成铅单质及其他有害物质,均对环境造成污染。因此,迫切需要开发一种新的清洁固硫工艺。本文对硫化锑的固硫剂、熔盐成分、锑渣分离及回收利用等进行了论述,介绍了现如今硫化锑低温清洁固硫方式的优缺点及研究进展,并对硫化锑冶炼过程提出了几点注意事项,最后指出了低温、清洁、可回收利用是当今硫化锑冶炼的主要方向。