亚硫酸浸出电解锰阳极泥的研究

论文摘要

电解锰阳极泥是制备电解金属锰的过程中在阳极生成的一种副产品,其中含锰量在40%-50%左右,另外还含有铅、硒等有价元素；但是,目前国内在电解锰阳极泥的回收利用方面所做的研究较少,工业化应用尚未见报道；而工业上对于电解锰阳极泥的处理方式大多都是堆放填埋,从而导致严重的资源浪费。鉴于此,本文借鉴国内外湿法处理软锰矿的方法,采用亚硫酸（二氧化硫）浸出电解锰阳极泥,实现锰的浸出和铅的富集。为了达到电解锰阳极泥中锰的浸出和铅的富集双重目的,通过对比目前国内外常用的软锰矿浸出工艺--“两矿一步法”和亚硫酸直接浸出两种工艺分离锰铅的效果,最终得出亚硫酸湿法浸出电解锰阳极泥工艺更适用于电解锰阳极泥中的锰铅分离,并且在实验室研究的基础上使用该工艺按照“浸出-氧化-中和-硫化沉淀-电解”的工艺路线进行了工业中试试验。论文的主要内容和结果如下：（1）使用“两矿一步法”浸出电解锰阳极泥的最佳工艺条件为：m（锰阳极泥）：m（浓硫酸）：m（硫铁矿）=1：0.92：0.75,在温度为85℃,反应时间为4小时的时候,锰的浸出率为95%。（2）通过考察二氧化硫流量,浆液初始酸度,反应时间,阳极泥颗粒粒度以及温度对锰铅的分离效果和浸出液中连二硫酸锰的比例的影响,得出当二氧化硫的流量为150L/min,浆液初始酸度为36g/L,反应时间为100min,阳极泥颗粒粒度小于100目,温度为25℃时,锰的浸出率为90%,连二硫酸锰的质量百分比为5%,浸出滤渣烘干后含铅量为20%。（3）基于二氧化硫浸出电解锰阳极泥的工艺,按照“浸出-氧化-中和-硫化沉淀电解”的工艺路线进行的工业中试,生产1吨电解锰,需要2.2吨阳极泥,1吨二氧化硫气体,可以得到含铅量为15%-18%的含铅尾渣。所生产的电解锰含碳量为0.016%,含硫量为0.025%。结合实验室的基础研究和工业中试结果表明,亚硫酸浸出电解锰阳极泥的工艺技术是实现锰和铅的高效分离的行之有效的方法,可以在锰冶金工业推广应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 锰的性质及其冶炼
• 1.1.1 锰的性质及用途
• 1.1.2 锰资源
• 1.1.3 锰冶炼工艺
• 1.2 铅的性质及其冶炼
• 1.2.1 铅的性质及用途
• 1.2.2 铅资源状况
• 1.2.3 铅冶炼
• 1.3 硒的性质及其冶炼
• 1.3.1 硒的性质及用途
• 1.3.2 硒资源状况
• 1.3.3 硒的提取冶金工艺
• 1.4 锰阳极泥的现状与处理
• 1.4.1 锰阳极泥现状
• 1.4.2 锰阳极泥处理
• 1.5 本论文的主要内容与意义
• 第二章 “两矿一步法”浸出锰阳极泥
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料与仪器
• 2.2.1 实验材料与试剂
• 2.2.2 实验仪器
• 2.3 实验内容
• 2.3.1 实验原理
• 2.3.2 实验方法
• 2.3.3 结果与讨论
• 2.4 本章小结
• 第三章 亚硫酸浸出锰阳极泥
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料与仪器
• 3.2.1 实验材料与试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.3 实验内容
• 3.3.1 实验原理
• 3.3.2 实验方法
• 3.3.3 结果与讨论
• 3.4 本章小结
• 第四章 二氧化硫浸出锰阳极泥生产电解锰的工业试验
• 4.1 引言
• 4.2 实验内容
• 4.2.1 实验原料
• 4.2.2 实验设备
• 4.2.3 试验步骤
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 第一次工业试验
• 4.3.2 第二次工业试验
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表论文