论文题目: 富锰渣的综合利用工艺研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 应用化学
作者: 原金海
导师: 谭世语
关键词: 富锰渣,综合利用,硫酸锰,分子筛
文献来源: 重庆大学
发表年度: 2005
论文摘要: 富锰渣高锰低铁,是传统的冶炼锰铁辅料,用途单一,附加值低。本文针对湖南某公司生产的富锰渣研究了以富锰渣为原料制备硫酸锰和4A分子筛的工艺过程和条件,以探索富锰渣利用的新途径。 以硫酸为浸取介质,研究了硫酸用量、硫酸浓度、浸取温度、搅拌强度,过滤洗涤、加料方式等因素对锰浸出率的影响,确定了适宜的酸浸条件为:富锰渣渣与浓硫酸的比例100(g):60(mL), 酸浓度10%,反应时间2 h,反应温度90℃,此时锰的溶出率达到97.85%。 在硫酸锰制备过程,探索了中和除杂方法和条件,确定了Ca(OH)2 作为中和除杂剂的可行性及相应条件,提出了用富锰渣粉末先中和部分剩余酸的方法;研究了酸浸液浓缩结晶条件和母液的浓度等对产品纯度及产率的影响,以及产品干燥条件,得到了合格的硫酸锰产品。 在用酸浸渣制备4A 分子筛的过程中,分别选择常压法、煅烧法、微波法和水热法进行了对比研究,确定了水热法为适宜的制备方法,并进一步研究了碱种类,反应物的用料配比,煅烧温度,浸取方式,液相硅、铝、钠、水的比例,凝胶陈化时间、陈化温度与结晶速率等工艺条件,得到了合格的4A 分子筛产品。 在小试研究的基础上,进行了千克级的系统工艺实验,对整个工艺过程进行了综合分析,提出了三废的处理对策。研究结果表明,本研究所得出的工艺对富锰渣的综合利用在技术上是可行的,其锰的回收率可达81.3%,4A 分子筛产率可达 66.0%。 通过本方法制备得硫酸锰符合GB8253-87,4A 分子筛的质量指标及XRD 分析与文献中基本吻合。
论文目录:
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英文摘要
图表目录
1 绪论
1.1 锰渣、锰、硫酸锰
1.1.1 富锰渣的性质及用途
1.1.2 锰及锰的通性
1.1.3 锰矿化学加工
1.1.4 硫酸锰的性质及用途
1.1.5 硫酸锰的生产方法
1.2 分子筛、4A 分子筛
1.2.1 分子筛简述
1.2.2 分子筛的合成
1.3 本课题研究的目的与任务
2 富锰渣的酸浸实验
2.1 实验原理
2.1.1 富锰渣成分分析
2.1.2 浸取过程原理
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料准备
2.2.2 主要实验设备和仪器
2.2.3 分析检测方法
2.2.4 实验方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 富锰渣浸出性能
2.3.2 单因素实验结果分析
2.3.3 正交实验结果分析
2.3.4 其它元素浸出情况分析
3 硫酸锰的制备
3.1 实验原理
3.1.1 中和除杂原理
3.1.2 硫酸锰的结晶提纯原理
3.2 实验部分
3.2.1 仪器设备和药品
3.2.2 工艺流程
3.2.3 氧化
3.2.4 中和除杂
3.2.5 浓缩结晶、干燥
3.2.6 分析产品
3.3 实验结果讨论
3.3.1 氨水除杂的效果
3.3.2 Ca(OH)_2除杂的效果
3.3.3 硫酸锰结晶、干燥的控制
4 分子筛的制备
4.1 实验原理及方法
4.1.1 分子筛的制备原理
4.1.2 实验方法的选择
4.1.3 实验仪器设备及药品
4.1.4 控制元素的分析原理及方法
4.1.5 由富锰渣制备分子筛的工艺流程
4.2 实验部分
4.2.1 常压下合成分子筛
4.2.2 高温煅烧合成4A 分子筛
4.2.3 微波法合成4A 沸石分子筛
4.2.4 水热合成法制备4A 分子筛
4.3 分子筛的表征
4.3.1 X 射线衍射分析
4.3.2 灼烧失量
4.3.3 钙交换能力的测定
4.3.4 pH 值的测定
4.4 结果与讨论
4.4.1 常压下合成分子筛的效果分析
4.4.2 高温煅烧合成4A 分子筛的效果分析
4.4.3 微波反应器中合成4A 分子筛的效果分析
4.4.4 水热反应制备4A 分子筛的效果分析
4.4.5 综合评价及产品质量分析
5 工艺过程综合分析
5.1 硫酸浸取及制备硫酸锰过程
5.1.1 酸浸过程及其物料衡算
5.1.2 酸浸液除杂过程分析
5.1.3 硫酸锰结晶过程分析
5.2 制备分子筛过程中的物料衡算
5.2.1 碱溶过程及物料衡算
5.2.2 结晶及煅烧过程物料衡算
5.3 富锰渣综合利用过程环保的设计
5.4 工艺综合分析
5.5 工艺中存在的问题
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录1:富锰渣综合利用总的工艺流程图
附录2:富锰渣综合利用过程中的物料衡算
附录3:作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
独创性声明
学位论文版权使用授权书
发布时间: 2005-11-07
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