Fe2O3转变为Fe3O4粉末的微波碳热还原

以活性炭为还原剂及以氩气为保护气,采用微波碳热还原的方法,将弱磁性的Fe2O3还原成强磁性的Fe3O4,并研究焙烧温度、保温时间以及SiO2粉末的加入对其还原焙烧成分及磁化效果的影响规律.结果表明:在配碳量一定的条件下,焙烧温度是微波碳热还原的关键因素,随着温度的升高,还原产物中Fe3O4的含量发生有规律的变化;650℃、保温5 min的条件下经微波还原后生成了纯Fe3O4粉末,其磁化率和还原度分别达到理论值2.33和11.11%;含SiO2的Fe2O3粉末在750℃以上进行微波还原,会生成大量的硅酸亚铁和氧化亚铁,导致Fe3O4含量降低,恶化还原焙烧指标,所以微波磁化焙烧的最佳温度应在570~650℃.     

低品位软锰矿流态化还原焙烧

采用流化床和马弗炉,进行了流态化还原焙烧与静态堆积焙烧对比实验,前者还原焙烧时间和还原效率明显优于后者．以CO和N2分别作为还原气体和流体介质进行了流态化还原焙烧实验,考察焙烧温度、焙烧时间和还原气氛等对还原效率的影响．在焙烧温度800℃、焙烧时间3min以及CO体积分数10％时,软锰矿中二氧化锰的还原效率大于97％．在此基础上导出了还原动力学方程,并证实还原过程由界面化学反应控制,求得表观活化能为38．817kJ·mol^-1.     

白云鄂博尾矿一步法焙烧实验研究

采用差热分析(TG-DTA)和X射线衍射(XRD)方法研究了C-Ca(OH)₂-NaOH体系焙烧白云鄂博尾矿的过程,考察了焙烧温度、焙烧时间、煤用量、Ca(OH)₂用量及NaOH用量对尾矿中稀土矿分解和赤铁矿还原的影响.结果表明:在焙烧温度为650℃,焙烧时间为60min,煤加入量为2%,Ca(OH)₂加入量为4%,NaOH加入量为2%的条件下,赤铁矿可以有效地还原为磁铁矿,还原磁化率为2.37;同时,稀土矿有效地分解成稀土氧化物,稀土浸出率达98.39%.     

软锰矿在辉钼矿焙烧过程中的固硫作用

为克服辉钼矿传统焙烧-氨浸工艺中含硫烟气对环境的严重污染, 提出联产钼酸铵和硫酸锰的软锰矿与辉钼矿共同焙烧新工艺, 并从热力学角度和通过热重分析等手段在理论上论证该新工艺的可行性. 根据焙烧产物的性质, 设计了软锰矿和辉钼矿共同焙烧新工艺的工艺流程, 采用分段升温焙烧, 研究了辉钼矿与软锰矿的物料配比对固硫率的影响. 研究结果表明: 加入软锰矿可以显著降低辉钼矿的焙烧温度, 在450～550 ℃时, MoS2的分解率可达100%, 产物以MnMoO4为主;焙烧过程中的固硫率随着MnO2含量增加而升高, 固硫效果非常明显, 当n(MnO2):n(MoS2)=9时, 固硫率接近98%.     

红土贫铁矿的金属化

在还原气氛下进行了红土贫铁矿的还原焙烧实验,采用正交实验设计方法,以C/O、焙烧时间和焙烧温度为因素,在还原气氛下得到了最佳工艺条件为:C/O是0.8,还原焙烧温度1350℃,时间为25min.另外发现,在更长的还原焙烧时间或焙烧温度下,产生珠铁分离现象.为接近实际生产条件,进行了敞开氧化气氛实验,由于表面氧化的原因,金属化率仅为50%左右,通过控制球团表面气体搅动,可减轻表面氧化现象,进而提高金属化率,而通过氧化气氛下的实验结果,也证明了实际生产的可行性.     

工业废锰尘氧化动力学

为了使废弃的锰尘资源化,拟将废锰尘氧化成MnO2作为煤粉的助燃剂·考察了Mn2O3→MnO2氧化过程的反应机理及其限制性环节,得出其反应速度式,并有结论:该氧化反应的氧化率低,反应速率小,温度及氧分压对其影响较小;O2在Mn2O3颗粒表面上的吸附是该反应的限制性环节;直接氧化焙烧Mn2O3制取MnO2,虽然热力学条件可行,但其动力学条件难以得到满足·     

氯化锌法制备山核桃壳-玉米秸秆混合基活性炭

以玉米秸秆和山核桃壳为原料,采用氯化锌法制备混合基生物质活性炭。考察了两种生物质材料的配比、氯化锌用量、活化温度和活化时间对活性炭性能的影响,确定其最佳制备条件为:玉米秸秆与山核桃壳质量比为3∶7;氯化锌用量为25 g(每10 g生物质);活化温度为700℃;活化时间为1 h。上述条件制备的活性炭碘值为1 079.72 mg·g~(-1),亚甲基蓝值为208.54 mg·g~(-1),达到了国家优质活性炭标准。其比表面积BET为1 269.33 m2·g~(-1),孔径以中孔为主。利用所制备的活性炭对染料孔雀石绿和金橙Ⅱ进行了吸附实验,发现活性炭对这两种染料的吸附率可达93%,吸附过程符合伪二阶吸附动力学模型和Freundlich吸附热力学模型。     

MnO_2-CuO-CeO_2复合催化剂的制备及处理化工集装罐清洗废水的应用

针对非均相贵重金属催化剂成本高,非均相过渡金属催化剂性能良好、成本低,但使用寿命短、易流失的特点,研制高效复合MnO2-Cu O-CeO2非均相过渡金属催化剂.采用正交实验对催化剂制备过程中的n(Cu)∶n(Mn)、Ce的摩尔分数、焙烧温度、焙烧时间进行探讨,确定最佳制备条件,并对其结构和组成通过扫描电镜分析、X射线衍射分析及热重分析进行表征.用该催化剂催化氧化模拟苯酚废水,对催化剂用量、氧化剂H2O2用量、反应温度、反应时间进行优化,确定最佳反应条件并利用其进行降解化工集装罐清洗废水的应用研究.研究表明催化剂MnO2-Cu O-CeO2的最佳制备条件为:n(Cu)∶n(Mn)=4∶6、Ce的摩尔分数为10%、焙烧温度为600,℃、焙烧时间为4,h.催化氧化法处理苯酚废水的最佳工艺参数:催化剂用量0.8,g/L、H2O2用量与COD比值为3、反应温度170,℃、反应时间1,h.化工集装罐清洗废水COD去除效果显著,COD去除率达到95%左右.     

氧化亚铁硫杆菌耦合砷黄铁矿还原浸出软锰矿

将氧化亚铁硫杆菌(T.f)用于砷黄铁矿与软锰矿共同浸出,设置无菌体系作为对照,提出有氧和无氧条件下Fe As S-Mn O2的反应模型。研究结果表明:氧化亚铁硫杆菌对砷黄铁矿还原浸出软锰矿具有明显的催化作用,在砷黄铁矿与软锰矿的质量比为1:3.6、反应p H为1.8的最优条件下,有菌体系下锰的浸出率达99%,后续金的氰化浸出率达95%以上;Mn2+会抑制细菌的生长,当ρ(Mn2+)≥30 g/L时,Mn2+对细菌有致死作用;从软锰矿与砷黄铁矿的循环伏安曲线可看出两矿均有明显的氧化还原峰,且在有菌的条件下两矿的电化学活性要远远比无菌条件下的强;T.f菌的作用机理是催化Fe2+和Fe3+的相互转化。     

固相法制备正交层状LiMnO2

以LiOH·H2O为锂源、Mn2O3(电解MnO2 680℃焙烧6 h)为锰源,采用一步固相法在氩气中制取正极材料o-LiMnO2.对Mn2O3和LiOH·H2O混合物进行热重分析,然后对影响LiMnO2合成的重要因素进行考察,最后对合成的样品进行Mn平均化合价的测定和SEM分析.研究结果表明:合成LiMnO2的温度应控制500℃以上.合成LiMnO2的最佳实验条件为:锂锰物质的量比1.03、焙烧温度600℃、焙烧时间8h.合成的样品即为LiMnO2;样品的结构为正交层状结构.     

Fluidized roasting reduction kinetics of low-grade pyrolusite coupling with pretreatment of stone coal

Based on the fluidized roasting reduction technology of low-grade pyrolusite coupling with pretreatment of stone coal, the manganese reduction efficiency was investigated and technical conditions were optimized. It is found that the optimum manganese reduction efficiency can be up to 98.97% under the conditions that the mass ratio of stone coal to pyrolusite is 3:1, the roasting temperature of stone coal is 1000℃, the roasting temperature of pyrolusite is 800℃, and the roasting time is 2 h. Other low-grade pyrolusite ores in China from Guangxi, Hunan, and Guizhou Provinces were tested and all these minerals responded well, giving ~99% manganese reduction efficiency. Meanwhile, the reduction kinetic model has been established. It is confirmed that the reduction process is controlled by the interface chemical reaction. The apparent activation energy is 36.397 kJ/mol.     

用硫酸亚铁浸出同时沉淀铁矾法处理低品位锰矿

研究了用硫酸亚铁浸出同时沉淀黄钠铁矾的方法处理低品位软锰矿的过程．在该过程中,软锰矿中的ＭｎＯ２被还原成ＭｎＳＯ４同时ＦｅＳＯ４被氧化并以黄钠铁矾的形态沉淀．沉淀产生的酸可直接用于ＭｎＯ２浸出．考察了硫酸、硫酸亚铁和硫酸钠的加入量及温度等参数对锰浸出和沉铁效率的影响．讨论了过程动力学．实验结果表明,锰浸出率和沉铁效率（质量分数）在最佳条件下可分别达到９６％和９２％．     

电池用改性二氧化锰——焙烧条件对放电性能及视比重的影响

对轻质高品位二氧化锰原矿改性活化处理工艺的焙烧工艺改性机理作了初步探讨,得出焙烧产物中生成不同的Mn2O3晶型比例导致改性二氧化锰具有不同放电性能的结论。     

Reductive leaching of manganese from low-grade pyrolusite ore in sulfuric acid using pyrolysis-pretreated sawdust as a reductant

Manganese (Mn) leaching and recovery from low-grade pyrolusite ore were studied using sulfuric acid (H₂SO₄) as a leachant and pyrolysis-pretreated sawdust as a reductant. The effects of the dosage of pyrolysis-pretreated sawdust to pyrolusite ore, the concentration of sulfuric acid, the liquid/solid ratio, the leaching temperature, and the leaching time on manganese and iron leaching efficiencies were investigated. Analysis of manganese and iron leaching efficiencies revealed that a high manganese leaching efficiency was achieved with low iron extraction. The optimal leaching efficiency was determined to be 20wt% pyrolysis-pretreated sawdust and 3.0 mol/L H₂SO₄ using a liquid/ solid ratio of 6.0 mL/g for 90 min at 90℃. Other low-grade pyrolusite ores were tested, and the results showed that they responded well with manganese leaching efficiencies greater than 98%.     

NaCl?CaCl2熔盐回收废旧锰酸锂电池中金属锰的电化学方法

750°C条件下NaCl?CaCl₂熔融盐中直接电解还原LiMn₂O₄回收金属锰为废旧锂离子电池的回收提供了新的思路。采用电化学手段研究LiMn₂O₄在涂覆电极表面的还原过程，结果显示，锰酸锂的还原过程是分步进行的，还原过程为Mn(IV) → Mn(III) → Mn(II) → Mn；在电脱氧12 h条件下，0.5?3 V的产物为CaMn₂O₄、MnO、(MnO)_x(CaO)_1?x、Mn，电解电压达到电压在2.6 V时单质锰出现，增加电压可促进锰的脱氧进程。电脱氧随着三相界面的推进由外向芯部逐渐进行，当电压较大时会加快还原反应的动力学过程，并产生两个阶段的三相界面。     

炼钢用锰球团矿直接合金化动力学

用锰球团矿对钢的直接合金化的动力学过程进行了研究，讨论了初始钢中碳、渣中MnO含量和渣的碱度及炉温等与反应过程渣中MnO的还原速率的关系．MnO还原的表观反应级数为一级．实验得到锰的平均回收率为79．67％．     

生物质松木锯末中低温还原高铁拜耳法赤泥

对生物质松木锯末和烟煤还原焙烧高铁拜耳法赤泥进行对比试验研究,包括还原温度、还原时间、还原剂用量对还原效果的影响.生物质松木锯末还原高铁拜耳法赤泥所需还原温度低而且还原时间短最终还原效果较好.试验通过热分析和X射线衍射、动力学研究结果揭示出生物质松木锯末中低温还原高铁拜耳法赤泥机理.同时确定了生物质松木锯末中低温还原的最佳还原条件.研究表明生物质松木锯末为赤泥质量分数的20%,还原温度为650℃,还原时间为30 min可将赤泥完全磁化.生物质松木锯末热重试验分析表明250~375℃温度区间为锯末热解的主要阶段,350℃左右热解速率达到最大,450℃后热解反应趋于平缓;烟煤热重试验表明300~700℃温度区间为烟煤热解的主要阶段,450℃左右热解速率达到最大,650℃后热解反应趋于平缓.动力学研究表明锯末在300~400℃区间热解表观活化能比烟煤热解表观活化能要低很多,说明在此温度范围内锯末比烟煤更加容易发生热解反应.生物质能够中低温还原高铁拜耳法赤泥,还原温度比煤基还原的还原温度低200℃左右.     

芦丁还原浸出低品位软锰矿的研究

为了研究糖蜜酒精废液中有机物还原浸出软锰矿的机理,采用芦丁为还原剂,在酸性介质中直接浸出低品位软锰矿。通过正交实验和单因素实验,研究了芦丁浓度、硫酸浓度、反应温度、浸出时间等因素对锰浸出率的影响,并对反应过程机理进行了初步探讨。实验结果表明,影响锰浸出率的主要因素依次为反应温度、硫酸浓度、浸出时间和芦丁浓度;当硫酸初始浓度2.35 mol/L,芦丁初始浓度0.041 mol/L,反应温度90℃,浸出时间90 m in时,锰浸出率达94.9%。     

FeS2-MnO2-H2SO4浸出软锰矿反应

针对FeS2-MnO2-H2SO4浸出软锰矿的浸出过程进行了研究,考察了反应过程中FeS2反应方式对MnO2浸出的影响.研究过程中分别对矿浆中的Mn2+,Fe2+和Fe3+质量浓度,以及矿浆电位的变化进行了监测,并对浸出过程进行了阶段的划分与分析.通过对浸出过程中不同反应阶段的分析,发现不同反应阶段过程中Mn2+与Fe3+浸出速率的比值是不同的,说明在不同阶段存在着不同的反应方式,导致FeS2的利用率在不同阶段存在明显差异.同时,对矿浆电位的监测表明,高电位有利于FeS2浸出Fe2+,从而加快了MnO2的浸出速率.