本文關(guān)鍵詞：氯化焙燒—水浸—碳化法處理低品位菱錳礦的工藝研究

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【摘要】：我國(guó)錳礦主要以貧礦為主,錳的平均品位大約只有20%。隨著我國(guó)錳系產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程對(duì)錳品位的需求逐步提高,然而符合要求的中、高品位的錳礦資源比較少,不能滿足工業(yè)需求。因此,采用適宜的工藝處理低品位錳礦制備出滿足工業(yè)要求的高品位錳產(chǎn)品具有重要的意義。直接酸浸法和預(yù)焙燒浸出法是處理低品位菱錳礦的常用方法。其中預(yù)焙燒浸出法以氯化焙燒-水浸-碳化工藝為主,該工藝的主要原理如下:菱錳礦在氯化焙燒工藝環(huán)節(jié)中轉(zhuǎn)化為以氯化錳為主的可溶性焙砂,含錳焙砂通過(guò)水浸處理使其中的氯化錳溶解到水溶液并與雜質(zhì)分離,最后采用碳化劑對(duì)含錳水浸液進(jìn)行碳化處理得到碳酸錳精礦。菱錳礦氯化焙燒-水浸-碳化工藝與傳統(tǒng)的直接酸浸工藝相比主要優(yōu)勢(shì)如下:1)浸出過(guò)程采用水浸處理可以避免大量使用HCl或H2SO4,從而減少因直接排放含酸廢水對(duì)環(huán)境造成的污染;2)該工藝焙燒環(huán)節(jié)產(chǎn)生的尾氣以及碳化環(huán)節(jié)得到的濾液均可循環(huán)利用,從而減少原料的消耗。因此,對(duì)低品位菱錳礦采用氯化焙燒-水浸-碳化工藝進(jìn)行研究可為促進(jìn)綠色富錳工藝新技術(shù)的應(yīng)用提供技術(shù)依據(jù),具有重要的意義。針對(duì)四川萬(wàn)源某地區(qū)菱錳礦成分復(fù)雜、錳含量低的特點(diǎn),本文采用氯化焙燒-水浸-碳化法對(duì)其進(jìn)行工藝研究,系統(tǒng)地探究了氯化焙燒環(huán)節(jié)、水浸環(huán)節(jié)以及碳化環(huán)節(jié)中各工藝參數(shù)對(duì)錳回收率的影響規(guī)律。結(jié)果表明:采用該工藝對(duì)菱錳礦進(jìn)行處理,可以使菱錳礦的錳品位從17.83%提高到41.78%,得到的碳酸錳精礦粉達(dá)到了化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:(1)對(duì)原礦進(jìn)行了X-射線熒光分析和X-射線衍射分析,結(jié)果表明:該地區(qū)菱錳礦屬于典型的低品位菱錳礦,主要物相為MnCO_3、CaMg(CO_3)_2、SiO_2和少量FeCO_3。(2)對(duì)菱錳礦氯化焙燒過(guò)程進(jìn)行了熱力學(xué)計(jì)算及分析,結(jié)果表明采用氯化銨作為添加劑對(duì)菱錳礦進(jìn)行焙燒處理是可行的。NH_4Cl和MnCO_3的開(kāi)始分解溫度分別為623K和621K。從熱力學(xué)的角度分析,溫度控制在623K~786K更有利于MnCl2的生成,同時(shí)有利于減少氯化鐵、氯化鎂、氯化鈣等雜質(zhì)生成。(3)采用氯化銨為添加劑,對(duì)菱錳礦氯化焙燒過(guò)程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,考察了氯化銨用量、焙燒溫度及時(shí)間對(duì)焙砂質(zhì)量(以焙砂水浸后的錳浸出率為指標(biāo))的影響規(guī)律。在相同的水浸條件下,確立了氯化焙燒工藝過(guò)程的優(yōu)化條件:焙燒溫度為459℃,氯化銨用量與菱錳礦粉質(zhì)量比值為1.59,焙燒時(shí)間為83min時(shí),將含錳焙砂通過(guò)水浸處理,錳的浸出率可以達(dá)到93.8%。(4)在菱錳礦氯化焙燒過(guò)程的優(yōu)化條件下,對(duì)含錳焙砂進(jìn)行了水浸實(shí)驗(yàn)研究,探討了液固比、水浸溫度及時(shí)間對(duì)錳浸出率的影響規(guī)律。結(jié)果表明:液固比為4:1,水浸溫度為50℃,水浸時(shí)間為30min時(shí),對(duì)錳的浸出比較適宜。(5)對(duì)含錳水浸液通過(guò)加入碳酸氫銨溶液的方式進(jìn)行了碳化實(shí)驗(yàn)研究,分析了碳化過(guò)程中各工藝參數(shù)對(duì)錳品位的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:NH_4HCO_3水溶液的加入濃度為1mol/L,[NH_4HCO_3]:[Mn~(2+)](摩爾比)為2.2:1,水浸液pH值為7.0,反應(yīng)時(shí)間為80min,反應(yīng)溫度為30℃時(shí),制取的碳酸錳精礦錳品位可以提高到41.78%。(6)對(duì)氯化焙燒-水浸-碳化工藝過(guò)程中浸出渣、濾液和尾氣的利用進(jìn)行了探討,除浸出渣排放外,濾液和尾氣均可再次回收,整個(gè)工藝過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。
【關(guān)鍵詞】：菱錳礦 熱力學(xué) 氯化焙燒 水浸 碳化
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD951
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-24
• 1.1 國(guó)內(nèi)外錳礦資源的現(xiàn)狀10-13
• 1.1.1 世界錳礦的分布狀況10-11
• 1.1.2 我國(guó)錳礦的分布狀況11-12
• 1.1.3 我國(guó)錳礦資源的特點(diǎn)12-13
• 1.2 錳及碳酸錳的性質(zhì)和用途13-14
• 1.2.1 錳的性質(zhì)及用途13
• 1.2.2 碳酸錳的性質(zhì)及用途13-14
• 1.3 錳礦石的選礦方法研究14-16
• 1.3.1 機(jī)械選礦14-15
• 1.3.2 特殊選礦15-16
• 1.4 碳酸錳礦浸出工藝研究現(xiàn)狀16-22
• 1.4.1 還原浸出法16-17
• 1.4.2 直接酸浸法17-18
• 1.4.3 電化學(xué)浸出法18-19
• 1.4.4 細(xì)菌浸出法19
• 1.4.5 預(yù)焙燒浸出法19-22
• 1.5 本課題研究的目的和內(nèi)容22-24
• 1.5.1 本課題研究目的及意義22-23
• 1.5.2 主要研究?jī)?nèi)容23-24
• 2 實(shí)驗(yàn)材料與方法24-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料24-26
• 2.1.1 原礦性質(zhì)分析24-25
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑25-26
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法及流程26-28
• 2.2.1 菱錳礦的氯化焙燒實(shí)驗(yàn)27-28
• 2.2.2 焙砂的水浸實(shí)驗(yàn)28
• 2.2.3 水浸液的碳化實(shí)驗(yàn)28
• 2.3 分析與檢測(cè)28-32
• 2.3.1 樣品的分析28
• 2.3.2 錳的測(cè)定方法28-30
• 2.3.3 錳浸出率的計(jì)算30-32
• 3 氯化焙燒過(guò)程熱力學(xué)分析32-42
• 3.1 熱力學(xué)計(jì)算原理32-33
• 3.2 熱力學(xué)計(jì)算及分析33-40
• 3.2.1 碳酸鹽分解和金屬氧化物氧化熱力學(xué)分析35-37
• 3.2.2 碳酸鹽和金屬氧化物氯化焙燒熱力學(xué)分析37-40
• 3.3 本章小結(jié)40-42
• 4 菱錳礦氯化焙燒過(guò)程實(shí)驗(yàn)研究42-60
• 4.1 焙燒的主要反應(yīng)過(guò)程42
• 4.2 菱錳礦氯化焙燒熱分析42-45
• 4.3 菱錳礦氯化焙燒工藝條件研究45-48
• 4.3.1 焙燒溫度的影響46
• 4.3.2 焙燒時(shí)間的影響46-47
• 4.3.3 氯化銨用量的影響47-48
• 4.4 氯化焙燒過(guò)程優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究48-57
• 4.4.1 響應(yīng)曲面法介紹48-50
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理50-53
• 4.4.3 氯化銨用量與焙燒溫度的交互影響53-54
• 4.4.4 氯化銨用量與焙燒時(shí)間的交互影響54-55
• 4.4.5 焙燒溫度與焙燒時(shí)間的交互影響55-56
• 4.4.6 優(yōu)化條件的確定56
• 4.4.7 優(yōu)化條件驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)56-57
• 4.5 焙燒過(guò)程結(jié)塊行為探討57-58
• 4.6 本章小結(jié)58-60
• 5 焙砂的水浸實(shí)驗(yàn)研究60-68
• 5.1 金屬氯化物的溶解度理論分析60-61
• 5.2 浸出過(guò)程對(duì)錳浸出率的影響61-64
• 5.2.1 浸出溫度對(duì)錳浸出率的影響62-63
• 5.2.2 浸出時(shí)間對(duì)錳浸出率的影響63-64
• 5.2.3 浸出液固比對(duì)錳浸出率的影響64
• 5.3 氯化焙燒后浸出渣的物相分析64-65
• 5.4 本章小結(jié)65-68
• 6 水浸液的碳化實(shí)驗(yàn)研究68-80
• 6.1 碳化原理68-69
• 6.1.1 碳酸錳沉淀的形成68-69
• 6.1.2 碳酸錳沉淀?xiàng)l件的選擇69
• 6.2 碳化過(guò)程的影響因素69-74
• 6.2.1 NH_4HCO_3加入濃度對(duì)錳品位及錳回收率的影響70-71
• 6.2.2 NH_4HCO_3加入量對(duì)錳品位及錳回收率的影響71-72
• 6.2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)錳品位及錳回收率的影響72
• 6.2.4 水浸液pH值對(duì)錳品位及錳回收率的影響72-73
• 6.2.5 反應(yīng)溫度對(duì)錳品位及錳回收率的影響73-74
• 6.3 碳化產(chǎn)物的組成分析74-76
• 6.4 菱錳礦氯化焙燒-水浸-碳化工藝中物質(zhì)的循環(huán)利用76-77
• 6.5 經(jīng)濟(jì)成本估算77
• 6.6 本章小結(jié)77-80
• 7 結(jié)論80-82
• 致謝82-84
• 參考文獻(xiàn)84-88

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 徐家振，郎曉珍，，葉國(guó)瑞，賀家齊，蘇梨忠，王世維;鐵的化合物對(duì)銅鋅硫化物低溫氯化焙燒的影響[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);1995年03期

2 張宗華;張桂芳;高利坤;李先祥;;長(zhǎng)江三峽淤砂提鈧氯化焙燒工藝試驗(yàn)研究[J];稀土;2006年01期

3 劉漢燕;;濕式磁選取代氯化焙燒降錫[J];有色金屬(礦山部分);1986年03期

4 劉文中,徐龍,馮士安,胡多朝;煤系高嶺巖的應(yīng)用研究——氯化焙燒及合成4

本文編號(hào)：1131862