工業(yè)硫酸錳浸出液的深度凈化及濕化學(xué)法制備四氧化三錳的研究.pdf

1、四氧化三錳是一種高性能結(jié)構(gòu)材料，而且是生產(chǎn)軟磁鐵氧體的重要原料。目前國內(nèi)主要是以電解金屬錳為原料來生產(chǎn)四氧化三錳，而這種方法的生產(chǎn)成本較高，經(jīng)濟(jì)效益差。使用價(jià)格低廉的硫酸錳為原料，堿性條件下水解、空氣氧化制備四氧化三錳是今后一個(gè)重點(diǎn)發(fā)展的方向。本論文以低貧軟錳礦硫酸錳浸出液為原料，研究和開發(fā)了去除鈣鎂雜質(zhì)的新方法和新工藝，制備出了合格的四氧化三錳產(chǎn)品。
　　論文討論了軟錳礦硫酸錳浸出液的深度凈化除雜問題，在去除鐵和鋁，以及重金屬離

2、子的基礎(chǔ)上，找到一種新的去除鈣鎂離子的方法，從而得到了純凈的硫酸錳溶液。研究結(jié)果為:以體積分?jǐn)?shù)為30％，皂化率為60％的P204與磺化煤油組成有機(jī)相，在溫度25℃，相比O/A為3∶1，控制料液初始pH值為6的條件下進(jìn)行萃取時(shí)，鈣、鎂離子的萃取率分別達(dá)到99.37％和90.62％，料液中鈣、鎂離子的含量可以降至100ppm以下，可以得到深度去除鈣、鎂離子的高純硫酸錳溶液。負(fù)載有機(jī)相經(jīng)4.0mol/L的硫酸溶液反萃，金屬離子基本被反萃完全。

3、設(shè)計(jì)了利用浸出凈化液及反萃液制備高純錳化合物的經(jīng)濟(jì)可行的工藝流程，從而實(shí)現(xiàn)了硫酸錳浸出液的全流程綜合應(yīng)用。
　　論文研究以硫酸錳浸出液、氨水為原料，空氣為氧化劑，采用兩步法制備了四氧化三錳。單因素實(shí)驗(yàn)探討了硫酸錳濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)體系的pH值、氨水濃度對硫酸錳水解產(chǎn)物含硫量的影響，并得出最佳工藝條件:硫酸錳濃度為0.65mol/L、反應(yīng)溫度在60℃、氨水濃度為10％、終點(diǎn)pH值為10。單因素實(shí)驗(yàn)探討反應(yīng)溫度、反應(yīng)體系的pH值、反

4、應(yīng)時(shí)間和乙醇添加劑的用量對四氧化三錳產(chǎn)品含錳量的影響，并得出最佳工藝條件:反應(yīng)溫度60℃、溶液pH值保持在9.5、反應(yīng)時(shí)間8h、乙醇添加量20ml。
　　對影響四氧化三錳純度的關(guān)鍵中間產(chǎn)物堿式硫酸錳進(jìn)行深入研究。通過水熱法合成制備了堿式硫酸錳，利用TG-DTA分析研究了堿式硫酸錳的熱解過程。研究結(jié)果表明，Mn2(OH)2SO4的熱分解過程分為兩個(gè)階段;Mn2(OH)2SO4的脫水反應(yīng)符合隨機(jī)成核和隨后生長機(jī)理，積分方程為G(α)=