半氧化錳礦直接浸出工藝及動力學(xué)研究.pdf

1、錳是一種重要的戰(zhàn)略資源,在國民經(jīng)濟中占有重要的地位,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)成為一項越來越重要的研究內(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)動力學(xué)。
　　在半氧化錳礦的浸出工藝實驗中,分別采用了單因素實驗和Box-Behnken響應(yīng)面實驗設(shè)計法進行研究。單因素實驗分別考察了:液固比、蔗糖濃度、硫酸濃度、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度等因素對錳礦浸出率的影響。結(jié)果表明:

2、在一定范圍內(nèi),溫度對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),液固比對錳浸出率的影響幾乎沒有。以單因素實驗所獲得的相關(guān)實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),運用Box-Behnken響應(yīng)面實驗設(shè)計法,以H2SO4濃度、蔗糖濃度、浸出時間、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半氧化錳浸出工藝進行優(yōu)化。結(jié)果表明,各因素對于錳浸出率的影響為:硫酸濃度>

3、蔗糖濃度>浸出時間>浸出溫度;硫酸濃度與蔗糖濃度、浸出時間、浸出溫度交互作用較小;蔗糖濃度與浸出時間有一定的交互作用,與浸出溫度交互作用較小;浸出時間和浸出溫度交互作用較小。通過響應(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力學(xué)研究中,分別研究了半氧化錳礦中的總錳浸出動力學(xué)、四價錳

4、化合物浸出動力學(xué)及二價錳化合物的浸出動力學(xué)。結(jié)果表明:浸出過程可用縮芯模型來描述,反應(yīng)控制過程屬擴散-化學(xué)混合控制。總錳浸出動力學(xué)模型的表觀活化能為27.75 KJ/mol,硫酸和蔗糖反應(yīng)級數(shù)分別為1.33,0.94。文中給出了宏觀反應(yīng)動力學(xué)方程。
　　半氧化錳礦中的四價錳化合物浸出動力學(xué)模型的表觀活化能為39.99 KJ/mol,硫酸和蔗糖反應(yīng)級數(shù)分別為1.49,2.80。文中給出了宏觀反應(yīng)動力學(xué)方程。
　　半氧化錳礦中的