随着工业生产对锰系产品需求量的增加,高品位锰矿日益枯竭,合理利用低品位锰矿是促进锰工业持续发展的关键。在低品位锰矿中,氧化型锰矿是一种重要的资源,由氧化锰矿制备含锰溶液需要在还原条件下进行,因此还原剂的选择十分重要。生物质还原剂具有储量丰富,可再生,清洁环保等优点,可用于处理氧化锰矿。但生物质直接处理氧化锰矿时存在着反应温度高,浸出速率慢等问题。针对这一现象,分别采用生物质预处理还原浸出法和生物质还原焙烧-酸浸法从氧化锰矿中提取锰,并对所得浸出液进行净化。论文研究了还原过程反应机理,对比木屑和秸秆两种生物质的还原效果,研究了各工艺参数对锰、铁浸出率的影响,所得结论如下:(1)生物质预处理还原浸出。由红外分析可知,预处理时,浓硫酸破坏了生物质的结构,使其水解为单糖和芳香族衍生物,其中有还原性的物质如葡萄糖、木糖等能将Mn2O3转化为Mn2+。在相同条件下对比木屑和秸秆两种生物质的还原效果,结果表明用木屑作还原剂时锰浸出率较高。在较优条件下:转速300 rpm,液固比5:1,木屑/锰矿质量比0.3,硫酸/锰矿质量比1.22,矿粉粒度小于74 μm所占比例为86.2%,浸出温度85℃,浸出时间180 min,锰浸出率为93.9%,铁浸出率为11.3%。动力学分析表明浸出过程受化学反应控制,根据阿伦尼乌斯方程计算出反应活化能为 49.1 kJ/mol。(2)还原焙烧-酸浸。由XRD分析可知Mn2O3的还原是分步进行的,经历了由高价到低价的转变过程Mn2O3→Mn3O4→MnO。在相同条件下比较木屑和秸秆的还原效果,结果表明用木屑作还原剂时锰浸出率高。在较优条件下:木屑/锰矿质量比0.3,矿粉粒度为小于74 μm所占比例92.9%,焙烧温度450℃,焙烧时间40 min,硫酸/锰矿质量比0.81,浸出温度40℃,浸出时间90 min,锰浸出率为91.2%,铁浸出率为6.7%。(3)浸出液净化。对硫酸锰浸出液进行净化,分别采用黄铵铁矾法除铁,水解法除铝,氟化锰沉淀法除钙镁和活性炭吸附法除有机质。在溶液pH为1.8,NH4HCO3用量为理论量的1.2倍,反应温度95℃,反应时间120 min的条件下,铁脱除率为96.2%;在絮凝剂用量为2.5%(体积分数),溶液pH 4.5,反应时间 120 min的条件下,铝脱除率为91.8%;在溶液pH为4.5,MnF2用量为理论量的2倍,反应温度80℃,反应时间90 min的条件下,钙、镁脱除率分别为90.2%和85.8%;在溶液pH为4,活性炭用量10g/150 mL,吸附温度25℃,吸附时间100 min的条件下,有机质脱除率为82.8%。