硫化氢还原焙烧氧化锰矿工艺

发布时间：2022-01-06 06:15

　　以硫化氢为还原剂,对氧化锰矿进行还原焙烧,研究了还原焙烧温度、还原焙烧时间、氧化锰矿粒度和硫化氢浓度对锰浸出率的影响。结果表明,最佳还原焙烧条件为:焙烧温度500℃、焙烧时间75 min、氧化锰矿粒度0.150～0.250 mm、硫化氢浓度5%,此时锰浸出率达到99.06%。该工艺可为工业副产品硫化氢高附加值利用提供理论和技术指导。 

【文章来源】：矿冶工程. 2020,40(06)北大核心CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

实验流程

取粒度为-0.075 mm的氧化锰矿与石英砂混匀,在还原焙烧时间90 min、硫化氢体积浓度5%、气体流量40 mL/min条件下,不同还原焙烧温度下焙烧矿物相分析结果如图2所示。由图2可知,在还原焙烧温度30～200 ℃条件下,反应90 min后仍明显存在MnO2衍射峰,300 ℃以后,MnO2衍射峰完全消失,表明相同反应时间条件下,温度越高,MnO2转化率越高。在30～200 ℃条件下,可检测到单质硫的存在,原因是单质硫本身物理化学性质使其未脱离焙烧矿,此时焙烧矿中除未反应完全的MnO2外,锰主要以Mn3O4形式存在。在300～500 ℃条件下,单质硫衍射峰基本消失,这是由于生成的单质硫已脱离焙烧矿且黏附于反应器壁上;焙烧矿中开始出现MnS衍射峰,温度升高,MnS衍射峰增强。由此可推测,较高温度时焙烧产物中锰主要以MnS形式存在。SiO2和Fe2O3是实验用氧化锰矿中的脉石矿物,且Fe2O3在温度高于300 ℃时与硫化氢反应转化成FeS2。相同实验条件下,不同还原焙烧温度下还原时间对锰浸出率的影响见图3。由图3可知,在实验温度范围内,还原焙烧温度越高,锰浸出率越高,表明还原焙烧温度升高有利于酸溶性锰氧化物或二价锰盐的生成。30～100 ℃条件下,锰浸出率偏低,原因是此时焙烧矿中仍存在未反应完的MnO2。根据图2,30 ℃和100 ℃条件下未检测到MnS和MnS2的衍射峰,表明表1中反应4、5虽在热力学上可自发进行,而从动力学角度来看,它们的反应速率很慢。温度从200 ℃升至300 ℃,还原时间为90 min时,锰浸出率明显提高,300 ℃生成的MnS是出现该增长趋势的主要原因。500 ℃时,还原焙烧75 min,锰浸出率达到实验条件范围内最大值,即97.84%。因此选择还原焙烧温度500 ℃、还原时间75 min进行后续实验。

相同实验条件下,不同还原焙烧温度下还原时间对锰浸出率的影响见图3。由图3可知,在实验温度范围内,还原焙烧温度越高,锰浸出率越高,表明还原焙烧温度升高有利于酸溶性锰氧化物或二价锰盐的生成。30～100 ℃条件下,锰浸出率偏低,原因是此时焙烧矿中仍存在未反应完的MnO2。根据图2,30 ℃和100 ℃条件下未检测到MnS和MnS2的衍射峰,表明表1中反应4、5虽在热力学上可自发进行,而从动力学角度来看,它们的反应速率很慢。温度从200 ℃升至300 ℃,还原时间为90 min时,锰浸出率明显提高,300 ℃生成的MnS是出现该增长趋势的主要原因。500 ℃时,还原焙烧75 min,锰浸出率达到实验条件范围内最大值,即97.84%。因此选择还原焙烧温度500 ℃、还原时间75 min进行后续实验。2.1.2 氧化锰矿粒度对锰浸出率的影响

【参考文献】：
期刊论文
[1]我国锰产品产量及锰矿石消费情况调研[J]. 屈佳.  粘接. 2019(09)
[2]以稻草为还原剂硫酸浸出软锰矿动力学研究[J]. 高昭伟,王海峰,王家伟,赵平源.  矿冶工程. 2018(04)
[3]利用蔗髓为还原剂浸出高铁氧化锰矿的研究[J]. 陶丽平,甘家乔,许文康,陈宇佳,韦涛,粟海锋.  矿冶工程. 2017(05)



本文编号：3571901