二氧化碳回收電解錳渣中可溶性錳的工藝技術(shù)研究.pdf

1、作為重要的冶金、化工材料,金屬錳在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有十分重要的地位，目前主要通過電解法制得。電解錳渣是電解金屬錳產(chǎn)業(yè)的主要固體廢物，含有較高濃度可溶性錳，處理不當(dāng)既污染環(huán)境又造成資源的浪費(fèi)。同時(shí)，電解錳生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳，如何減少二氧化碳的排放也是一個(gè)重要問題。
　　本課題以廣西某電解錳公司電解錳渣為研究對(duì)象，對(duì)其基本性質(zhì)及水洗條件進(jìn)行了研究。以回收電解錳渣中可溶性錳為目的，模擬了工業(yè)低濃度二氧化碳（體積分?jǐn)?shù)約12％）回收可

2、溶性錳的工藝流程，設(shè)計(jì)了工程方案，為可能的工業(yè)應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。
　　本論文采用XRF、SEM-EDX等分析方法對(duì)電解錳渣的化學(xué)組成、表面形貌等進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明電解錳渣成分很復(fù)雜，渣粒大小不均，呈疏松狀，主要成分為二氧化硅和氧化鈣、三氧化二鐵等金屬氧化物，錳含量較高，其中Mn2+占4.88%，其他重金屬如Cu、Zn、Pb、Ni等含量較低。
　　本研究通過模擬低濃度(體積分?jǐn)?shù)12%)的二氧化碳與溶液中的錳離子反應(yīng)生成碳酸錳

3、沉淀，反映了工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳對(duì)電解錳渣中可溶性錳的回收效果。電解錳渣水洗液初始pH是二氧化碳回收可溶性錳的主要控制因子，隨著pH值的增大，可溶性錳的回收率逐漸升高，pH值達(dá)到9.5后，可溶性錳的回收率逐漸趨近平衡，回收率達(dá)到98%以上。實(shí)驗(yàn)考察范圍內(nèi)，二氧化碳濃度、流量、攪拌速率對(duì)回收率影響不大。
　　本文研究了二氧化碳回收可溶性錳的動(dòng)力學(xué)，分析了其控制步驟。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：沉淀動(dòng)力學(xué)反應(yīng)級(jí)數(shù)為2.44，反應(yīng)的表觀活化能

4、為109.84 KJ/mol；結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)化率隨著溫度的提高而提高，說明提高溫度能促進(jìn)錳的沉淀，促進(jìn)晶核的生成。晶核形成階段和晶體生長(zhǎng)階段的表觀反應(yīng)速率常數(shù)均隨著反應(yīng)溫度的提高而逐漸增大，但晶體生長(zhǎng)過程的表觀速率常數(shù)比成核過程的表觀速率常數(shù)要大，說明碳酸錳晶體成核相對(duì)要困難一些。因此，成核過程是反應(yīng)的控制步驟。
　　為使回收后水洗液達(dá)標(biāo)排放，本文采用三氯化鐵對(duì)回收后低濃度含錳廢水進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，pH是三氯化鐵