高氯菱锰矿预处理及浸出液脱氯工艺研究

发布时间：2022-11-10 18:13

　　锰是一种重要的工业原料,广泛应用于国民生产的各个领域,而锰矿是电解法生产金属锰的主要原材料。近年来,随着我国钢铁产业的迅猛发展,锰矿石的消费量也逐年增加,导致国内杂质含量较低的优质锰精矿资源枯竭。因此,解决杂质伴生锰矿的有效利用问题对于锰产业的可持续发展具有重要意义。本文针对新疆某地区的高氯菱锰矿,首先利用多种分析手段对其基本性质进行了初步分析,然后对锰矿预处理脱氯过程及浸出液脱氯过程中脱氯试剂的选择、实验条件、脱氯机理进行了探索和研究。结论如下:本文所使用的锰矿样品为黑褐色粉末,化学组成比较复杂,主要为Mn、Si、Mg、Ca、Al、Fe、O、Cl及S等。其中锰所占百分比为39.7%,金属元素种类多且含量都较高,非金属杂质元素S、P及Cl的含量也相对较高,特别是卤素氯已经达到了2%左右,这远远超出了电解锰行业的要求。锰矿中Mn的存在形态主要为碳酸锰（Mn CO3）,Cl的存在形态以羟基氯化锰[Mn2（OH）3Cl]、氯磷酸锰（Mn2Cl PO4）为主。在锰矿预处理脱氯过程中,探索了碱性添加剂的选择以及不同实验条件对脱氯的影响,确定了碳酸钠作为脱氯剂以及相应的优化工艺参数。实验结果表明:... 

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 概述
    1.2 锰及锰矿的基本性质
    1.3 锰矿资源简介
        1.3.1 世界锰矿资源简介
        1.3.2 我国锰矿资源简介
    1.4 电解锰工艺概述
        1.4.1 国内外电解金属锰研究现状
        1.4.2 电解锰工艺概述
    1.5 氯的脱除方法
        1.5.1 氧化焙烧法
        1.5.2 沉淀法
        1.5.3 吸附法
        1.5.4 离子交换法
        1.5.5 溶剂萃取法
        1.5.6 电化学法
        1.5.7 氧化法
    1.6 氯离子的腐蚀机理
    1.7 研究目的及意义
    1.8 研究内容及创新性
2 实验材料及实验方法
    2.1 实验原料
        2.1.1 材料
        2.1.2 实验试剂
    2.2 实验仪器
    2.3 实验技术路线
    2.4 实验装置图
    2.5 实验分析方法
        2.5.1 氯离子的测定
        2.5.2 锰离子的测定
    2.6 产物结构及性能表征
        2.6.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.6.2 X射线荧光光谱分析(XRF)
        2.6.3 扫描电子显微镜分析(SEM)
        2.6.4 紫外-可见漫反射光谱扫描分析
3 锰矿组成及结构分析
    3.1 原材料及实验方法
        3.1.1 原材料
        3.1.2 实验方法
    3.2 锰矿性质分析检测
        3.2.1 锰矿的主要化学成分
        3.2.2 硫酸浸出液中锰及氯离子含量
        3.2.3 锰矿的矿物组成分析
        3.2.4 锰矿中锰及氯的存在形态
        3.2.5 锰矿的扫描电镜分析
    3.3 本章小结
4 预处理脱氯研究
    4.1 实验材料及方法
        4.1.1 材料
        4.1.2 实验方法
    4.2 预处理过程分析
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 不同添加剂对脱氯的影响研究
        4.3.2 碳酸钠浓度对脱氯的影响研究
        4.3.3 液固比对脱氯的影响研究
        4.3.4 反应时间对脱氯的影响研究
        4.3.5 反应温度对脱氯的影响研究
        4.3.6 X射线衍射分析
        4.3.7 扫描电镜分析
        4.3.8 固体紫外分析
    4.4 本章小结
5 浸取液脱氯研究
    5.1 实验材料及方法
        5.1.1 材料
        5.1.2 实验方法
    5.2 脱氯过程分析
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 不同脱氯剂对脱氯的影响
        5.3.2 氧化铋用量对脱氯的影响
        5.3.3 反应终点p H值对脱氯的影响
        5.3.4 反应时间对脱氯的影响
        5.3.5 反应产物的表征
        5.3.6 脱氯剂循环利用
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录
    A. 作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]锌电解液除氯渣氯氧化铋再生循环使用研究[J]. 吴文花,刘吉波,田思远,王志坚,苏正夫.  中国有色冶金. 2015(01)
[2]微波焙烧锌浮渣脱氯的研究[J]. 郑勤,张利波,彭金辉,巨少华.  矿冶. 2013(04)
[3]中国锰矿资源现状与潜力分析[J]. 向杰,陈建平,张莹.  地质学刊. 2013(03)
[4]电解锰行业清洁生产实例研究[J]. 赵琳,蒋璐.  资源节约与环保. 2013(05)
[5]酸性光亮镀铜液中过多氯离子的去除[J]. 袁诗璞,何永强.  电镀与涂饰. 2013(03)
[6]中国锰矿地质特征与勘查评价[J]. 薛友智.  四川地质学报. 2012(S2)
[7]离子交换法从硫酸锰溶液中吸附氯的实验研究[J]. 邹晓勇,匡远亮.  广州化工. 2011(17)
[8]我国锰矿资源开采现状与可持续发展的研究[J]. 洪世琨.  中国锰业. 2011(03)
[9]日本电解金属锰的制造方法[J]. 张文山.  中国锰业. 2011(02)
[10]中国电解锰行业清洁生产技术发展现状和方向[J]. 段宁,但智钢,宋丹娜.  环境工程技术学报. 2011(01)



本文编号：3705069