半氧化錳礦直接浸出工藝及動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、錳是一種重要的戰(zhàn)略資源,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位,在優(yōu)質(zhì)錳礦資源日益缺乏的情況下,低品位錳礦的浸出技術(shù)已經(jīng)成為一項(xiàng)越來(lái)越重要的研究?jī)?nèi)容。本文使用蔗糖作為還原劑,采用直接還原浸出法,研究半氧化錳礦的浸出工藝及浸出反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。
　　在半氧化錳礦的浸出工藝實(shí)驗(yàn)中,分別采用了單因素實(shí)驗(yàn)和Box-Behnken響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法進(jìn)行研究。單因素實(shí)驗(yàn)分別考察了:液固比、蔗糖濃度、硫酸濃度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等因素對(duì)錳礦浸出率的影響。結(jié)果表明:

2、在一定范圍內(nèi),溫度對(duì)錳的浸出率影響較大,隨溫度的升高錳的浸出率增加;在一定范圍內(nèi),錳的浸出率隨浸出時(shí)間、硫酸濃度和蔗糖用量的增大而增加;在一定范圍內(nèi),液固比對(duì)錳浸出率的影響幾乎沒(méi)有。以單因素實(shí)驗(yàn)所獲得的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),運(yùn)用Box-Behnken響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法,以H2SO4濃度、蔗糖濃度、浸出時(shí)間、浸出溫度為自變量,以Mn浸出率為響應(yīng)值,在四因素三水平條件上對(duì)半氧化錳浸出工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明,各因素對(duì)于錳浸出率的影響為:硫酸濃度>

3、蔗糖濃度>浸出時(shí)間>浸出溫度;硫酸濃度與蔗糖濃度、浸出時(shí)間、浸出溫度交互作用較小;蔗糖濃度與浸出時(shí)間有一定的交互作用,與浸出溫度交互作用較小;浸出時(shí)間和浸出溫度交互作用較小。通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化獲得的的最優(yōu)工藝條件為:H2SO4濃度5.52 mol/L,蔗糖濃度13.33 g/L,反應(yīng)時(shí)間160 min,浸出溫度90℃,在此條件下錳浸出率為92.48％。
　　在半氧化錳礦的浸出動(dòng)力學(xué)研究中,分別研究了半氧化錳礦中的總錳浸出動(dòng)力學(xué)、四價(jià)錳

4、化合物浸出動(dòng)力學(xué)及二價(jià)錳化合物的浸出動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明:浸出過(guò)程可用縮芯模型來(lái)描述,反應(yīng)控制過(guò)程屬擴(kuò)散-化學(xué)混合控制?？傚i浸出動(dòng)力學(xué)模型的表觀活化能為27.75 KJ/mol,硫酸和蔗糖反應(yīng)級(jí)數(shù)分別為1.33,0.94。文中給出了宏觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。
　　半氧化錳礦中的四價(jià)錳化合物浸出動(dòng)力學(xué)模型的表觀活化能為39.99 KJ/mol,硫酸和蔗糖反應(yīng)級(jí)數(shù)分別為1.49,2.80。文中給出了宏觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。
　　半氧化錳礦中的