镍印迹壳聚糖珠体对软锰矿浸出液中镍离子的吸附性能

研究了以镍离子为模板离子、壳聚糖为单体、环氧氯丙烷为交联剂,采用离子印迹法制备镍印迹壳聚糖珠体吸附剂,并将其用于从软锰矿浸出液中吸附镍,考察了溶液中锰离子质量浓度、溶液pH、温度及吸附时间对镍印迹壳聚糖珠体吸附镍离子性能的影响。结果表明:镍印迹壳聚糖珠体对镍离子有较好的选择吸附性能;在溶液pH=5.0、温度40℃、吸附剂用量1 g/L条件下,对镍离子吸附率为67%,而对锰离子的吸附率仅为7.0%,可有效分离镍离子与锰离子。     

碳酸锰热解—酸洗制备高纯化学二氧化锰试验研究

研究了以软锰矿脱硫吸收液碳化所得碳酸锰为原料,通过热解—酸洗工艺制备高纯化学二氧化锰,考察了热解过程中热解温度、空气流量和热解时间对碳酸锰中锰元素形态转化及酸洗过程中洗涤温度、搅拌速度和硝酸浓度对焙烧产物中锰洗出量的影响。结果表明:在热解温度450℃、空气流量0.4 m~3/h、热解时间11 h条件下,碳酸锰热解产物中四价锰占比达54.92%;将热解产物在反应温度80℃、搅拌速度300 r/min条件下,用浓度为0.14 mol/L的硝酸溶液洗涤,产物中MnO_2质量分数可达95.79%。     

萃取分离电解锰阳极液中锰、镁离子试验研究

电解锰过程中,阳极液中的镁离子在闭路循环中会逐渐积累,使电流效率下降,能耗增大,同时也影响电解锰产品质量。研究了用P204-磺化煤油溶液萃取分离阳极液中的锰离子和镁离子,分别考察了P204体积分数、有机相皂化率、水相pH、相比等参数对锰离子和镁离子萃取率的影响。结果表明,在溶液温度35℃、P204体积分数25%、有机相皂化率50%、水相pH=4.0,Vo∶Va=2∶1的最佳条件下,经4级逆流萃取,锰离子萃取率达99.5%,镁离子萃取率为31.8%。     

烟气氧硫比对软锰矿浆烟气脱硫体系浸锰过程及脱硫产物的影响

基于烟气中氧气与二氧化硫浓度之间的关系对软锰矿浆烟气脱硫反应的影响机理分析,提出用氧硫比(氧气与二氧化硫的摩尔比)作为关联烟气含氧量与二氧化硫浓度的参数,考察了烟气氧硫比对软锰矿浆烟气脱硫体系锰浸出率及脱硫产物的影响,据此探讨了提高锰浸出率与硫酸锰产量的方法.结果表明,氧硫比是体系pH值变化的指针因子,并通过改变体系的...     

连二硫酸锰碳化干渣热解回收硫酸钠的研究

利用软锰矿进行湿法冶金或烟气脱硫技术研究时,因其即可控制大气污染亦可回收锰资源而备受关注。然而,反应过程会生成影响脱硫尾液中硫酸锰的品质的副产物—连二硫酸锰（杂质）,如何回收或去除该杂质是技术研发和推广的难题。本文提出了连二硫酸锰先经碳酸氢钠碳化得到连二硫酸钠和碳酸锰,两产物分离后,结合低温热解的方法将连二硫酸钠制备成无水硫酸钠;实验考察了热解制备过程的各产物和控制反应步骤的温度,进而推理出动力学参数和反应机理。热解实验结果表明：255 ℃（摄氏度）是连二硫酸钠热解制备无水硫酸钠的最佳热解反应温度,并且热解反应过程经历脱硫和脱水两大步骤;热解产物的X射线衍射（XRD）和离子色谱（IC）表征结果表明：产物为单一相的立方体结构硫酸钠晶体。利用热重示差扫描热分析（TG-DSC）对连二硫酸钠热解过程进行表征,结合Kissinger微分法和Coats-Redfern积分法对热解法中脱水和脱硫过程中的活化能进行推算,脱水和脱硫活化能分别在14.75-18.11 kJ/mol（千焦/摩尔）和132.61-137.18 kJ/mol范围内。热解尾气测定结果表明：连二硫酸钠热解制备无水硫酸钠时释放出的尾气主要为二氧化硫。因此,经低温热解工艺处理软锰矿脱硫尾液中连二硫酸根的方法是可行的,不仅可以避免液相处理工艺中酸性废水产生的问题,还可以利用热解制备过程中的尾气去除残留的碳化剂（碳酸钠）,以达到资源化回收目的。     

空气氧化软锰矿浸出液中Fe2+的动力学研究

利用空气氧化软锰矿浆烟气脱硫浸出液中的Fe2+,研究了Fe2+浓度、氧分压、氢离子浓度和温度对空气氧化Fe2+的反应速率的影响。结果表明,空气对Fe2+的氧化速率随Fe2+浓度、氧分压和温度的增加而加快,随氢离子浓度的增加而减小。动力学研究结果表明,空气氧化Fe2+的反应对Fe2+浓度为2级,对氧分压为1级,对氢离子浓度为-1级,反应的活化能Ea为101.4308kJ/mol,指前因子A0为2.48×1014s-1。     

软锰矿浸出液硫化铵去除重金属试验研究

研究了以硫化沉淀法去除软锰矿浸出液中的重金属,考察了温度、(NH4)2S加入量对硫化过程的影响,以及聚氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)对硫化过程絮凝效果的影响.结果表明:重金属总去除率、锰损失率和硫化物残留量均随(NH4)2S加入量的增加而增大,在温度30℃、(NH4)2S加入量10 mL/L条件下,重金属总去除率为97.33％,硫化物残留量为8.40 mg/L,锰损失率为3.23％;PAC的加入可强化重金属去除效果,减少硫化物残留量和锰的损失;PAM单独使用对重金属的去除几乎没有影响,但在一定范围内可降低硫化物残留量和锰损失率.正交试验结果表明:在PAC加入量为80 mg/L、CPAM加入量为0.2 mg/L、(NH4)2S加入量为10 mL/L条件下,重金属总去除率可进一步提高到98.42％,硫化物残留量降至1.53mg/L,而锰损失率仅1.39％.     

Fenton氧化-混凝沉淀-O/A/O工艺处理焦化废水

采用Fenton氧化-混凝沉淀-O/A/O工艺处理焦化废水,通过改变反应时间、进水pH值、Fe2+和H2O2的投加量,研究分析了Fenton氧化预处理焦化废水的最优工艺条件;再以O/A/O反应器净化预处理后焦化废水和生活污水的等比例混合污水,探讨了反应器回流比、曝气方式、进水pH值对CODCr和氨氮去除率的影响。研究表明,Fenton氧化工艺在反应时间为2.5 h、进水pH值为6、Fe2+和H2O2物质的量比为1∶6、Fe2+质量浓度为300 mg/L的条件下,对焦化废水CODCr的去除率可达到53%左右;O/A/O工艺在选取合理回流比、曝气方式、进水pH值的情况下,对焦化废水具有稳定的去除能力,出水水质达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级标准。     

SO2浸出软锰矿体系连二硫酸锰的生成机制

副产物连二硫酸锰(MnS₂O₆)生成是限制废气二氧化硫还原浸出软锰矿副产硫酸锰工艺工业化应用的技术瓶颈和关键科学问题。迄今,MnS₂O₆的生成机制尚未明确,难以为探究其工艺控制措施提供有效理论依据。基于此,本文研究了SO₂浸出软锰矿体系MnS₂O₆的生成机制,阐明了MnS₂O₆生成速率控制步骤和动力学过程。首先基于反应体系理论分析,提出基于表面吸附和电化学模型的自由基生成机制可用于解释MnS₂O₆的生成机制,其生成速率微观上取决于自由基HSO₃形成速率,宏观上主要取决于体系H^₊和HSO- 3浓度,两者的反应级数均为1,推导的理论生成速率方程为 。随后通过动力学实验考察了体系SO₂浓度、pH和温度对MnS₂O₆生成的影响,研究结果表明,MnS₂O₆生成速率随体系酸度和温度的升高呈现先快速减小后趋势趋缓,随体系SO₂浓度的升高而升高,H^₊和SO₂浓度对MnS₂O₆生成速率的反应级数分别为-0.057和0.9954,反应的活化能为6894.05 J/mol。最后基于液相SO₂解离平衡关系,推导得到H^₊浓度和HSO- 3浓度对MnS₂O₆生成速率的反应级数分别为0.943和0.996,与理论速率方程的级数非常接近。研究结果验证了对MnS₂O₆生成机制的解释和动力学推导过程, 可为该工艺工业化应用时MnS₂O₆生成特性及抑制方法研究提供理论依据和有效途径。     

硫酸锰溶液碱化沉淀—焙烧法制备Mn_3O_4

针对传统Mn3O4生产过程中存在工艺控制复杂和污染物排放量大的问题,结合传统液相法和焙烧法的优点,提出了先用NaOH滴加含有分散剂十二烷基硫酸钠(SDS)的硫酸锰溶液制备四氧化三锰前驱体,再焙烧前驱体制备Mn3O4,用SEM、XRD对产物进行表征。试验结果表明:在SDS投加量1.5g/L、反应温度60℃、反应时间30min和搅拌转速300r/min条件下,可得到粒径约100nm、大小分布均匀的纳米级前驱体颗粒,其主要由Mn(OH)2、MnOOH和Mn3O4组成;前驱体焙烧制备Mn3O4最佳温度为1 000℃,此时可得到呈四方尖晶石结构、粒径约500nm、颗粒大小均匀的Mn3O4产品。