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副产物连二硫酸锰(MnS2O6)生成是限制废气二氧化硫还原浸出软锰矿副产硫酸锰工艺工业化应用的技术瓶颈和关键科学问题。迄今,MnS2O6的生成机制尚未明确,难以为探究其工艺控制措施提供有效理论依据。基于此,本文研究了SO2浸出软锰矿体系MnS2O6的生成机制,阐明了MnS2O6生成速率控制步骤和动力学过程。首先基于反应体系理论分析,提出基于表面吸附和电化学模型的自由基生成机制可用于解释MnS2O6的生成机制,其生成速率微观上取决于自由基HSO3形成速率,宏观上主要取决于体系H+和HSO- 3浓度,两者的反应级数均为1,推导的理论生成速率方程为 。随后通过动力学实验考察了体系SO2浓度、pH和温度对MnS2O6生成的影响,研究结果表明,MnS2O6生成速率随体系酸度和温度的升高呈现先快速减小后趋势趋缓,随体系SO2浓度的升高而升高,H+和SO2浓度对MnS2O6生成速率的反应级数分别为-0.057和0.9954,反应的活化能为6894.05 J/mol。最后基于液相SO2解离平衡关系,推导得到H+浓度和HSO- 3浓度对MnS2O6生成速率的反应级数分别为0.943和0.996,与理论速率方程的级数非常接近。研究结果验证了对MnS2O6生成机制的解释和动力学推导过程, 可为该工艺工业化应用时MnS2O6生成特性及抑制方法研究提供理论依据和有效途径。 相似文献
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针对传统Mn3O4生产过程中存在工艺控制复杂和污染物排放量大的问题,结合传统液相法和焙烧法的优点,提出了先用NaOH滴加含有分散剂十二烷基硫酸钠(SDS)的硫酸锰溶液制备四氧化三锰前驱体,再焙烧前驱体制备Mn3O4,用SEM、XRD对产物进行表征。试验结果表明:在SDS投加量1.5g/L、反应温度60℃、反应时间30min和搅拌转速300r/min条件下,可得到粒径约100nm、大小分布均匀的纳米级前驱体颗粒,其主要由Mn(OH)2、MnOOH和Mn3O4组成;前驱体焙烧制备Mn3O4最佳温度为1 000℃,此时可得到呈四方尖晶石结构、粒径约500nm、颗粒大小均匀的Mn3O4产品。 相似文献
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