【摘要】：大洋錳結(jié)核是一種儲量大,分布廣,具有重要戰(zhàn)略價值的海洋礦產(chǎn)資源,其利用方式主要是通過濕法冶煉提取金屬,其中催化氨浸法為較優(yōu)的冶煉方法,但大量浸出廢渣的產(chǎn)生將是未來錳結(jié)核大規(guī)模商業(yè)開發(fā)的一大障礙。本文試圖利用大洋錳結(jié)核及其冶煉氨浸廢渣作為原料來制備一種重要的錳氧化物——隱鉀錳礦。 實(shí)驗(yàn)首先通過分別將錳結(jié)核與幾種無機(jī)鉀鹽用固相反應(yīng)法燒結(jié),未得到隱鉀錳礦,但對燒結(jié)產(chǎn)物酸洗處理后,發(fā)現(xiàn)錳結(jié)核與高錳酸鉀燒結(jié)酸洗樣品對鉀離子有著良好的吸附性能,機(jī)理可能與該產(chǎn)物燒結(jié)后仍保持錳結(jié)核原礦多孔隙、酸洗洗出產(chǎn)物中的K+,以及促使產(chǎn)物晶體結(jié)構(gòu)破壞缺位有關(guān)。 通過以過硫酸鉀為氧化劑與錳結(jié)核氨浸渣進(jìn)行高壓水熱反應(yīng)成功合成了納米態(tài)隱鉀錳礦,并得出較佳的水熱合成條件為pH值5-7,反應(yīng)體系中鉀離子有模板基的作用,SO42-有利于合成的進(jìn)行。所得的典型隱鉀錳礦產(chǎn)物結(jié)晶度較好,比表面積較大,氧化還原能力較強(qiáng),對于亞甲基藍(lán)有著良好的降解能力,其氧化還原的主要機(jī)理是隱鉀錳礦氧化還原點(diǎn)位處的錳(Ⅳ)發(fā)生了氧化還原反應(yīng),錳(Ⅳ)被還原溶解,亞甲基藍(lán)分子被氧化降解；當(dāng)隱鉀錳礦作為催化劑時可以在短時間內(nèi)促使H202迅速降解亞甲基藍(lán),催化機(jī)理是被吸附到隱鉀錳礦表面活性位上的H202通過自由基電子轉(zhuǎn)移發(fā)生鏈反應(yīng)產(chǎn)生大量的3種自由基——OH·、HOO·和O2-·能迅速氧化有機(jī)物。 隱鉀錳礦的成功合成,降低了隱鉀錳礦合成昂貴的原料成本為其日常產(chǎn)業(yè)化提供思路,同時為大洋錳結(jié)核氨浸渣的資源化利用和清潔生產(chǎn)提供了幫助。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：P744.3
【圖文】：

圖1.1世界大洋錳結(jié)核分布(Cronan，1980)Fig.l.lThedistributionofnoduleintheoeean(Cronan，1980)表1.1錳銅鉆鎳的大洋錳結(jié)核儲量與其陸地儲量(侯慧芬，1999)T妞blel.]thereservesofMn，Cu，Co，Niintheoeeannodu]eandintheland(HuifengH.，1999)

③熔煉硫化浸出法;④亞銅離子氨浸法;⑤鹽酸浸出法。其中還原氨浸法最為引人矚目，該法利用大洋錳結(jié)核中自含的銅為催化劑，采用一氧化碳為還原劑在常溫常壓條件下進(jìn)行，具有浸出選擇性好、氨浸出試劑可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)，圖1.2為大洋錳結(jié)核還原氨浸法的原則工藝流程。錳結(jié)核軟軟壓酸浸浸 沉沉錳錳錳凈化 化化化化化化蒸蒸蒸蒸蒸 蒸蒸蒸氨 }}}圖1.2大洋錳結(jié)核還原氨浸法的工藝流程圖(蔣開喜等，2005) F19.1.2Teehnologiealflowsheetofthecatalytiereduetiveammonialeaehing(KaixiJ， etal.，2005)礦物冶煉特別是采用傳統(tǒng)濕法冶煉工藝所造成的最大問題為尾礦廢渣(主要是浸出渣)的處理。而對于大洋錳結(jié)核冶煉，從目前對大洋錳結(jié)核進(jìn)行濕法冶煉提取的試驗(yàn)結(jié)果判斷，一般冶煉過程中會產(chǎn)生相當(dāng)于原礦重量35%左右的固體浸出殘?jiān)�，如果這些浸出渣不能被利用只能長期堆放不僅需要大量維護(hù)費(fèi)用，而且占用大量寶貴土地，還可能會引發(fā)嚴(yán)重環(huán)境公害問題，這將是大洋多金屬結(jié)核未來大規(guī)模開發(fā)的一大障礙。借鑒于現(xiàn)有的陸地礦渣尾礦處理方法(陳錦

圖22幾種層狀錳氧合物的結(jié)構(gòu)模型(JeffreyE.，1999)(A一鏗硬錳礦結(jié)構(gòu)模型:Mn06八面體(藍(lán)色)和(Al，Li)(0均6八面體(粉色)交替堆積;一黑鋅錳礦結(jié)構(gòu)模型:zn2+(綠色八面體)占據(jù)了Mn06八面體(藍(lán)色)中空穴的上下位置;一Na型水鈉錳礦結(jié)構(gòu)模型:Na/HZO(黃色)無序分布夾積在Mn06八面體(藍(lán)色)中間。)Fig.2.2PolyhedralrePresentationof(A)11如oPhoritesh惻ngalternatelystaekedlayersof

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2761304