基于富含有机质碳酸锰矿的电解锰生产工艺研究摘要
金属锰是一种重要的工业原料,被广泛应用于国民经济中的各个领域。我国目前已成为世界第一大锰资源利用国,电解金属锰产业飞速发展。但是经过数十年的开发利用,高品位锰资源逐渐枯竭。目前,我国锰矿资源矿相组成复杂,以锰品位为10%左右的复杂低品位碳酸锰矿为主,其杂质含量多,成分复杂,且以单一工序难以去除,这严重制约了我国金属锰行业的持续发展。因此,开发简单有效的碳酸锰矿除杂工艺技术,降低电解金属锰电解能耗,对促进我国相关行业的发展具有重要意义。本文所用原料为广西某富含有机质的碳酸锰矿(简称红矿),其Mn品位较高,达到19.53%,但是其杂质组成复杂,矿石中富含复杂有机杂质,且以现有的除杂方法较难有效去除,进而富集于电解液中,导致电解能耗增高,锰产品脱落,阳极板使用寿命缩短等问题的产生。本文以界面化学与物理化学为基础,利用表面活性剂分子在溶液中达到临界胶束浓度时会在引发剂分子周围内聚,形成大分子胶束的特性,有效的增大有机质胶团的体积,提高了有机质胶团的过滤效果,最终达到了去除有机杂质的目的。本文考察了表面活性剂种类、表面活性剂浓度等条件对浸出液中有机杂质去除效果的影响,并以电流效率作为评判指标。研究结果表明,与空白实验相比,浸出过程中加入OP-10 20ppm,电流效率提高了八个百分点,有效降低了电解能耗,降低了爆板频率。此外,采用氧化还原电位仪和表面张力仪对电解锰过程的溶液氧化还原电位和表面张力数值进行监控,探索溶液氧化还原电位和表面张力数值对电解锰电流效率的影响规律,探究其与电解锰能耗的内在联系,为本技术的工业生产奠定基础。在工厂进行的中试放大实验,验证了OP-10对复杂有机质去除效果,对溶液表面张力与氧化还原电位数值的追踪,验证了其对电解锰电流效率影响效果,减少了此种锰矿的电解能耗。
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