以硫化氫為還原劑,對氧化錳礦進(jìn)行還原焙燒,研究了還原焙燒溫度、還原焙燒時(shí)間、氧化錳礦粒度和硫化氫濃度對錳浸出率的影響。結(jié)果表明,最佳還原焙燒條件為:焙燒溫度500℃、焙燒時(shí)間75 min、氧化錳礦粒度0.150～0.250 mm、硫化氫濃度5%,此時(shí)錳浸出率達(dá)到99.06%。該工藝可為工業(yè)副產(chǎn)品硫化氫高附加值利用提供理論和技術(shù)指導(dǎo)。 

【文章來源】：礦冶工程. 2020,40(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)流程

取粒度為-0.075 mm的氧化錳礦與石英砂混勻,在還原焙燒時(shí)間90 min、硫化氫體積濃度5%、氣體流量40 mL/min條件下,不同還原焙燒溫度下焙燒礦物相分析結(jié)果如圖2所示。由圖2可知,在還原焙燒溫度30～200 ℃條件下,反應(yīng)90 min后仍明顯存在MnO2衍射峰,300 ℃以后,MnO2衍射峰完全消失,表明相同反應(yīng)時(shí)間條件下,溫度越高,MnO2轉(zhuǎn)化率越高。在30～200 ℃條件下,可檢測到單質(zhì)硫的存在,原因是單質(zhì)硫本身物理化學(xué)性質(zhì)使其未脫離焙燒礦,此時(shí)焙燒礦中除未反應(yīng)完全的MnO2外,錳主要以Mn3O4形式存在。在300～500 ℃條件下,單質(zhì)硫衍射峰基本消失,這是由于生成的單質(zhì)硫已脫離焙燒礦且黏附于反應(yīng)器壁上;焙燒礦中開始出現(xiàn)MnS衍射峰,溫度升高,MnS衍射峰增強(qiáng)。由此可推測,較高溫度時(shí)焙燒產(chǎn)物中錳主要以MnS形式存在。SiO2和Fe2O3是實(shí)驗(yàn)用氧化錳礦中的脈石礦物,且Fe2O3在溫度高于300 ℃時(shí)與硫化氫反應(yīng)轉(zhuǎn)化成FeS2。相同實(shí)驗(yàn)條件下,不同還原焙燒溫度下還原時(shí)間對錳浸出率的影響見圖3。由圖3可知,在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi),還原焙燒溫度越高,錳浸出率越高,表明還原焙燒溫度升高有利于酸溶性錳氧化物或二價(jià)錳鹽的生成。30～100 ℃條件下,錳浸出率偏低,原因是此時(shí)焙燒礦中仍存在未反應(yīng)完的MnO2。根據(jù)圖2,30 ℃和100 ℃條件下未檢測到MnS和MnS2的衍射峰,表明表1中反應(yīng)4、5雖在熱力學(xué)上可自發(fā)進(jìn)行,而從動力學(xué)角度來看,它們的反應(yīng)速率很慢。溫度從200 ℃升至300 ℃,還原時(shí)間為90 min時(shí),錳浸出率明顯提高,300 ℃生成的MnS是出現(xiàn)該增長趨勢的主要原因。500 ℃時(shí),還原焙燒75 min,錳浸出率達(dá)到實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)最大值,即97.84%。因此選擇還原焙燒溫度500 ℃、還原時(shí)間75 min進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

相同實(shí)驗(yàn)條件下,不同還原焙燒溫度下還原時(shí)間對錳浸出率的影響見圖3。由圖3可知,在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi),還原焙燒溫度越高,錳浸出率越高,表明還原焙燒溫度升高有利于酸溶性錳氧化物或二價(jià)錳鹽的生成。30～100 ℃條件下,錳浸出率偏低,原因是此時(shí)焙燒礦中仍存在未反應(yīng)完的MnO2。根據(jù)圖2,30 ℃和100 ℃條件下未檢測到MnS和MnS2的衍射峰,表明表1中反應(yīng)4、5雖在熱力學(xué)上可自發(fā)進(jìn)行,而從動力學(xué)角度來看,它們的反應(yīng)速率很慢。溫度從200 ℃升至300 ℃,還原時(shí)間為90 min時(shí),錳浸出率明顯提高,300 ℃生成的MnS是出現(xiàn)該增長趨勢的主要原因。500 ℃時(shí),還原焙燒75 min,錳浸出率達(dá)到實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)最大值,即97.84%。因此選擇還原焙燒溫度500 ℃、還原時(shí)間75 min進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。2.1.2 氧化錳礦粒度對錳浸出率的影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3571901