Усовершенствованная сернокислотная технология производства диоксида марганца

• Автор: Скопов, Сергей Вениаминович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1.СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ДИОКСИДА МАРГАНЦА

1.1. Способы переработки марганцевого сырья

1.2. Способы сернокислотного восстановительного выщелачивания оксидного марганцевого сырья

1.3. Обзор работ по выбору анодного материала для электролиза ЭДМ

1.4. Выбор направления исследований. Выводы

2. КИНЕТИКА СЕРНОКИСЛОТНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ДИОКСИДА МАРГАНЦА

2.1. Условия восстановительного выщелачивания диоксида

марганца

2.2. Кинетика выщелачивания диоксида марганца

2.2.1. Методика выщелачивания
2.2.2. Влияние скорости перемешивания
2.2.3.Влияние температуры выщелачивания
2.2.4. Влияние расхода восстановителя
2.2.5. Влияние концентрации серной кислоты
2.2.6. Обсуждение результатов
2.3. Выводы
3. ХАРАКТЕРИСТИКА МАРГАНЦЕВОЙ РУДЫ
3.1. Химический и фазовый состав руды
3.2. Выводы
4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ МАРГАНЦЕВОЙ РУДЫ
4.1. Выщелачивание марганца
4.1.1. Методика эксперимента
4.1.2. Влияние расхода серной кислоты
4.1.3. Влияние расхода восстановителя
4.1.4. Влияние крупности руды
4.1.5. Влияние температуры и продолжительности процесса
4.1.6. Противоточное двухстадийное выщелачивание руды
4.2. Электролитическое осаждение диоксида марганца
4.2.1. Подготовка электролита
4.2.2. Методика экспериментов
4.2.3. Лабораторные исследования
4.3. Выводы
5. ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ
ПОЛУЧЕНИЯ ЭДМ
5.1. Технологическая и аппаратурная схема процесса
5.2. Результаты испытаний
5.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Их использование позволило за минут перевести в раствор -% марганца. Но эти соединения относятся к дорогостоящим реагентам. В ‘условиях выщелачивания марганца они полностью разрушаются и не подлежат регенерации. В работах [,-] предложено использовать для восстановления роданидные соли аммония или щелочных металлов. При расходе роданид-ионов 0,3 г на 1 г диоксида марганца в раствор переходит -% марганца []. Ввиду высокой стоимости чистых солей предложено использовать роданидсодержащие растворы - токсичные отходы коксохимического производства, содержащие 0-0 г/л роданидных солей. Применение их как реагента обеспечивает высокое извлечение марганца и одновременно решает вопрос их утилизации и обезвреживания. Грузинскими авторами [] приводятся результаты исследований с применением при выщелачивании серной кислотой древесных опилок. Способ позволяет исключить применение высоких температур и сложного оборудования. Один вариант способа включает гидролиз древесных опилок в растворе серной кислоты и выщелачивание марганца продуктами гидролиза. Другой вариант предусматривает совместное проведение гидролиза и выщелачивания. Существенных отличий по показателям выщелачивания в обоих вариантах не наблюдается. Оптимальный режим обработки руды: стехиометрический расход кислоты по отношению к кислоторастворимым компонентам руды, расход опилок 1:1 (по массе по отношению к Мп(1У), температура гидролиза и выщелачивания - °С, концентрация кислоты - -%, продолжительность выщелачивания и гидролиза - 5 часов. Предложен также вариант высокотемпературной обработки марганцевого сырья: температура - 0°С, расход серной кислоты - 5% от стехиометрии, расход опилок 0,5 - 0,7 массовых частей на 1 часть Мп(ГУ) в исходном сырье, концентрация кислоты — -%. После очистки раствор сульфата марганца перерабатывают известными способами с получением готового качественного продукта. С целью усовершенствования гидрохимических процессов переработки оксидного марганцевого сырья изучен [] способ восстановления диоксида марганца углем в кислой среде с переводом его в раствор. Скорость протекания реакции в значительной степени зависит от температуры и достигает максимального значения в точке кипения раствора. Лабораторные эксперименты были проведены с использованием битуминозного угля и лигнина, измельченных до крупности - мкм. С : Мп. Обработка тонко измельченной оксидной руды травильными растворами [,], содержащими до % Н и -% Рс4, обеспечила извлечение марганца %. При этом сульфат железа используется не только в качестве восстановителя, но и сульфатсодержащего компонента []. Недостатком способа являются высокий расход восстановителя и сложность транспортирования кислых растворов. Вариантом этого способа является использование соединений двухвалентного железа [,-]. Процесс ведут при рН-2,0-2,6 с последующей корректировкой до 2,9-3,2 [,]. Из раствора осаждают чистый марганцевый концентрат. Извлечение марганца в оптимальном режиме выщелачивания (стехиометрический расход Ре(П), остаточная кислотность - г/дм3 Н) составило % []. Ряд исследователей использовали в качестве восстановителей сульфиды металлов. По способу [,] предложены продукты обогащения сульфидов халькозина и борнита при молярном соотношении марганца к сульфидам металлов. Выщелачивание ведут при температуре -0 °С. Авторы комплекса работ по химической переработке марганцевых руд месторождений Сибири [-] предложили проводить восстановительное выщелачивание в присутствии пирита или сульфидов цинка, свинца, молибдена и меди, являющихся составляющими концентратов, получаемых на предприятиях Красноярского края. Выщелачивание в растворе Н концентрацией 1,0-1,1 М при -°С с добавкой пирита [,] позволяет получать растворы сульфата марганца с концентрацией более г/дм3. Введение в систему дополнительно в качестве активного восстановителя ферромарганца [] дает возможность неоднократного участия одного и того же количества железа в реакции восстановления значительных количеств диоксида марганца. Мп + Ре+2Н = Ре4+Мп8О4+2Н2О+°; (1.