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基本信息

項目名稱：
甘蔗渣——硫酸浸取錳礦工藝研究
小類：
能源化工
簡介：
廣西盛產(chǎn)甘蔗，甘蔗渣榨糖后留有豐富的甘蔗渣。充分利用好甘蔗渣，不斷解決了甘蔗渣的處理問題，還能在一定限度上緩解對石化能源的依賴。甘蔗渣——硫酸浸取錳礦工藝主要是利用甘蔗渣在酸性條件下的還原性，將錳礦中的高價錳還原出來，從而提取錳。
詳細(xì)介紹：
該研究主要是對甘蔗渣質(zhì)量、硫酸濃度、反應(yīng)時間和液固比對錳的浸出率進(jìn)行探究。根據(jù)對這些因素設(shè)計正交實驗，設(shè)定的水平分別為：質(zhì)量3克、4克和5克；硫酸濃度1.5mol.L-1、2.5mol.L-1和3.5mol.L-1；反應(yīng)時間90分、120分和150分；液固比20:1、25:1和30:1。其中，錳最高浸出率98.04%。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

廣西盛產(chǎn)甘蔗，對甘蔗渣的進(jìn)一步開發(fā)利用，能更充分的利用資源，同時也能解決甘蔗渣的處理問題。甘蔗渣主要是含纖維束、木質(zhì)素，他們在硫酸環(huán)境中，在一定的外界條件下水解成低分子物質(zhì)，能還原出錳礦中的錳，從而達(dá)到提取錳的目的。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處

甘蔗渣?——硫酸浸取錳礦，在原理上是利用纖維束在酸性條件下的水解，得到低分子的有機(jī)化合物。再利用低分子有機(jī)化合物的還原性，在硫酸環(huán)境下將錳礦中的錳還原成低價的錳而進(jìn)入溶液。該方法直接利用有機(jī)物的還原性，對原料沒有過高要求，操作少，成本低，產(chǎn)品易提純。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義

利用甘蔗渣-硫酸法直接浸出軟錳礦這一方法可充分利用現(xiàn)有的錳礦資源和甘蔗渣，提高甘蔗渣利用率減少環(huán)境污染，對緩解當(dāng)前我國錳礦資源緊缺的矛盾、確保錳系產(chǎn)品行業(yè)可持續(xù)發(fā)展,以及西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

探究甘蔗渣在硫酸存在下浸取錳礦中錳工藝條件，通過正交試驗，考查了甘蔗渣質(zhì)量，固液比、硫酸濃度以及反應(yīng)時間對浸出結(jié)果的影響，實驗表明，在取一克錳礦進(jìn)行試驗時，浸錳最佳工藝條件為甘蔗渣質(zhì)量5克，硫酸濃度為3.5 mol.L-1 ，反應(yīng)時間為90分鐘，液固比為20。其中最高浸出率達(dá)到98.04%。

獲獎情況

未發(fā)表過

鑒定結(jié)果

結(jié)果重現(xiàn)性好，誤差小，在允許的范圍內(nèi)

參考文獻(xiàn)

1.化學(xué)工業(yè)出版社組織編寫.中國化工產(chǎn)品大全(上卷)(M).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1994:190～199. 2.王殿華.廣西錳礦資源開發(fā)的新視野[J].中國錳業(yè)，2006，24(2):25一28 3.董寶林，張鵬，李振華.廣西錳礦資源現(xiàn)狀及勘查開發(fā)建議[J].南方國土資源，2006，(1):15一17 4.譚柱中.世界錳礦石深加工技術(shù)的發(fā)展(J).中國錳業(yè),1997,15（4）:30～34. 5. 粟海鋒，崔 嵬，文衍宣 .蘆丁還原浸出低品位軟錳礦的研究[J],廣西大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2010，35（3）：373-377

同類課題研究水平概述

國內(nèi)外研究概況 軟錳礦制備硫酸錳工藝很多，根據(jù)其流程的不同，可以分為二大類：?，F(xiàn)行的軟錳礦還原工藝技術(shù)可分為焙燒法還原和濕法還原兩大類。 1. 焙燒還原法 1.1 兩礦法 就是將軟錳礦、硫鐵礦、硫酸按一定比例混合,在一定條件下反應(yīng)生成硫酸錳,然后再將同時被硫酸浸出的其它雜質(zhì)除掉,得到硫酸錳[7-8]。兩礦法原料來源廣，成本低，操作簡單易行，但其缺點就是殘渣量大以及浸出率較低，研究指出兩礦法主要考慮的因素硫酸用量、硫鐵礦用量以及浸出溫度對浸出率影響很大。 1.2 銨鹽焙燒法 通過采用硫酸銨焙燒的方式使礦物中的錳選擇性轉(zhuǎn)化為可溶性錳鹽, 然后將焙燒過程產(chǎn)生的氨氣、二氧化碳與浸出液中的可溶性錳鹽沉淀反應(yīng)回收得到碳酸錳產(chǎn)品, 溶液中的銨鹽可進(jìn)一步作為焙燒的原料。銨鹽焙燒法的工藝條件選擇上主要考慮的是焙燒溫度、銨鹽用量以及焙燒時間，錳的浸出率基本達(dá)到90%以上，錳的損耗主要在排放的浸渣中, 而吸收沉淀中為未回收的錳,留在濾液中, 蒸發(fā)后進(jìn)入回收的氯化銨中, 在保證錳回收率的前提下,能有效降低成本。整個系統(tǒng)可形成閉路循環(huán), 除少量的廢渣排放外, 無廢氣及廢水產(chǎn)生。 2.濕法還原浸出 2.1二氧化硫浸出法 軟錳礦中主要成分是二氧化錳，二氧化錳是強(qiáng)氧化劑，在酸性溶液中具有較強(qiáng)的氧化性，而so2在水溶液中具有較強(qiáng)的還原性，用軟錳礦漿來吸收so2氣體，會發(fā)生比較完全的氧化還原反應(yīng)。 2.2 硫酸亞鐵浸出法 硫酸亞鐵與軟錳礦反應(yīng)式為：MnO2+FeSO 2 +H2SO4=MnSO4+Fe2SO4.+2H2O 熱力學(xué)計算表明,該浸出反應(yīng)在常溫下可自發(fā)進(jìn)行,熱力學(xué)推動力較大,反應(yīng)為放熱反應(yīng)。綜合國內(nèi)發(fā)表的用硫酸亞鐵浸出軟錳礦的試驗報告可知其反應(yīng)條件大體為:反應(yīng)溫度70～95 ℃,初始硫酸濃度180～210 g/ L ,液固比3～8∶1 ,在攪拌下反應(yīng)時間為2～315 h ,二氧化錳浸出率可達(dá)95 %以上。 3.其他還原軟錳礦方法 3.1電解錳浸出法 礦漿電解具有流程短、 金屬分離效果好、環(huán)保等優(yōu)勢。 3. 2微生物浸出法 在利用微生物(細(xì)菌) 的生物化學(xué)活性從礦石中提取金屬取得了很多技術(shù)進(jìn)步,即所謂微生物濕法冶金技術(shù)在基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)化方面都已取得了長足的進(jìn)步,并且日益顯示出在經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境友好方面的優(yōu)勢。
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