湿法冶金过程中含锰废渣的综合利用及电解锰溶液中连二硫酸钠的提取及消除研究

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作者闫新起
来源兰州大学
出版年2019
摘要
本文针对锰湿法冶金过程中迫切需要解决的几个问题,分别提出了相应的解决方案,并根据所提出解决方案进行具体实验过程研究。论文内容主要分为以下四个部分:1.综述了锰及其化合物的性质、应用及国内锰矿资源现状;电解锰的生产方法,工艺流程和存在的问题;提出了论文选题的依据与意义。2.针对铅、锌矿电解液氧化除铁工艺中产出的含锰废渣中,锰含量高而钙、镁等杂质含量低的特点,通过亚硫酸氢钠在酸性条件下还原,制备出了符合电池级技术标准的硫酸锰产品,解决了资源浪费和危险固废污染环境的问题。研究结果显示,利用亚硫酸氢钠还原浸出该含锰废渣的最佳条件为H2SO4:MnO2液固比为1:2.4(mL/g)、温度55℃、亚硫酸氢钠用量为理论用量的1.20倍、浸出时间3小时,锰的平均浸出率为95.21%。3.针对锰电解过程中,阴极液析出的锰、镁复盐废渣,提出利用碳酸氢铵对复盐进行分步处理,实现了锰、镁的有效分离,最终制备为符合HG/T 2962-2010国家标准的硫酸锰产品,可并入硫酸锰生产线中,解决了企业固废堆放并污染环境的问题。研究发现,用碳酸氢铵分离锰、镁的最佳条件为初始碳酸氢铵浓度为0.8mol/L,碳酸氢铵为理论计量的1.15倍,溶液pH为7.5左右,反应温度为45℃,反应时间为4h。4.利用自然蒸发结晶的方法,从硫酸锰电解液中提取了Na2S2O6·2H2O晶体,利用ICP、XRD、SEM、TG、IR、单晶衍射等方法进行了表征;并采用量子力学中的Hartree-Fock方法对连二硫酸钠分子中的相关化学键参数进行了理论计算;根据对连二硫酸钠性质的测定及计算结果,利用紫外可见分析手段对连二硫酸根歧化反应进行了研究;探究了硫酸肼对于连二硫酸根还原反应的影响,研究了各种反应条件对连二硫酸根消解效率的影响,为从硫酸锰电解液中消除连二硫酸根离子提供了依据。

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