基本信息
- 项目名称：
- 甘蔗渣——硫酸浸取锰矿工艺研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 广西盛产甘蔗，甘蔗渣榨糖后留有丰富的甘蔗渣。充分利用好甘蔗渣，不断解决了甘蔗渣的处理问题，还能在一定限度上缓解对石化能源的依赖。甘蔗渣——硫酸浸取锰矿工艺主要是利用甘蔗渣在酸性条件下的还原性，将锰矿中的高价锰还原出来，从而提取锰。
- 详细介绍：
- 该研究主要是对甘蔗渣质量、硫酸浓度、反应时间和液固比对锰的浸出率进行探究。根据对这些因素设计正交实验，设定的水平分别为：质量3克、4克和5克；硫酸浓度1.5mol.L-1、2.5mol.L-1和3.5mol.L-1；反应时间90分、120分和150分；液固比20:1、25:1和30:1。其中，锰最高浸出率98.04%。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 广西盛产甘蔗，对甘蔗渣的进一步开发利用，能更充分的利用资源，同时也能解决甘蔗渣的处理问题。甘蔗渣主要是含纤维束、木质素，他们在硫酸环境中，在一定的外界条件下水解成低分子物质，能还原出锰矿中的锰，从而达到提取锰的目的。
科学性、先进性及独特之处
- 甘蔗渣¬——硫酸浸取锰矿，在原理上是利用纤维束在酸性条件下的水解，得到低分子的有机化合物。再利用低分子有机化合物的还原性，在硫酸环境下将锰矿中的锰还原成低价的锰而进入溶液。该方法直接利用有机物的还原性，对原料没有过高要求，操作少，成本低，产品易提纯。
应用价值和现实意义
- 利用甘蔗渣-硫酸法直接浸出软锰矿这一方法可充分利用现有的锰矿资源和甘蔗渣，提高甘蔗渣利用率减少环境污染，对缓解当前我国锰矿资源紧缺的矛盾、确保锰系产品行业可持续发展,以及西部地区经济的发展都具有十分重要的战略意义。
学术论文摘要
- 探究甘蔗渣在硫酸存在下浸取锰矿中锰工艺条件，通过正交试验，考查了甘蔗渣质量，固液比、硫酸浓度以及反应时间对浸出结果的影响，实验表明，在取一克锰矿进行试验时，浸锰最佳工艺条件为甘蔗渣质量5克，硫酸浓度为3.5 mol.L-1 ，反应时间为90分钟，液固比为20。其中最高浸出率达到98.04%。
获奖情况
- 未发表过
鉴定结果
- 结果重现性好，误差小，在允许的范围内
参考文献
- 1.化学工业出版社组织编写.中国化工产品大全(上卷)(M).北京:化学工业出版社,1994:190～199. 2.王殿华.广西锰矿资源开发的新视野[J].中国锰业，2006，24(2):25一28 3.董宝林，张鹏，李振华.广西锰矿资源现状及勘查开发建议[J].南方国土资源，2006，(1):15一17 4.谭柱中.世界锰矿石深加工技术的发展(J).中国锰业,1997,15（4）:30～34. 5. 粟海锋，崔 嵬，文衍宣 .芦丁还原浸出低品位软锰矿的研究[J],广西大学学报:自然科学版，2010，35（3）：373-377
同类课题研究水平概述
- 国内外研究概况 软锰矿制备硫酸锰工艺很多，根据其流程的不同，可以分为二大类：。现行的软锰矿还原工艺技术可分为焙烧法还原和湿法还原两大类。 1. 焙烧还原法 1.1 两矿法 就是将软锰矿、硫铁矿、硫酸按一定比例混合,在一定条件下反应生成硫酸锰,然后再将同时被硫酸浸出的其它杂质除掉,得到硫酸锰[7-8]。两矿法原料来源广，成本低，操作简单易行，但其缺点就是残渣量大以及浸出率较低，研究指出两矿法主要考虑的因素硫酸用量、硫铁矿用量以及浸出温度对浸出率影响很大。 1.2 铵盐焙烧法 通过采用硫酸铵焙烧的方式使矿物中的锰选择性转化为可溶性锰盐, 然后将焙烧过程产生的氨气、二氧化碳与浸出液中的可溶性锰盐沉淀反应回收得到碳酸锰产品, 溶液中的铵盐可进一步作为焙烧的原料。铵盐焙烧法的工艺条件选择上主要考虑的是焙烧温度、铵盐用量以及焙烧时间，锰的浸出率基本达到90%以上，锰的损耗主要在排放的浸渣中, 而吸收沉淀中为未回收的锰,留在滤液中, 蒸发后进入回收的氯化铵中, 在保证锰回收率的前提下,能有效降低成本。整个系统可形成闭路循环, 除少量的废渣排放外, 无废气及废水产生。 2.湿法还原浸出 2.1二氧化硫浸出法 软锰矿中主要成分是二氧化锰，二氧化锰是强氧化剂，在酸性溶液中具有较强的氧化性，而so2在水溶液中具有较强的还原性，用软锰矿浆来吸收so2气体，会发生比较完全的氧化还原反应。 2.2 硫酸亚铁浸出法 硫酸亚铁与软锰矿反应式为：MnO2+FeSO 2 +H2SO4=MnSO4+Fe2SO4.+2H2O 热力学计算表明,该浸出反应在常温下可自发进行,热力学推动力较大,反应为放热反应。综合国内发表的用硫酸亚铁浸出软锰矿的试验报告可知其反应条件大体为:反应温度70～95 ℃,初始硫酸浓度180～210 g/ L ,液固比3～8∶1 ,在搅拌下反应时间为2～315 h ,二氧化锰浸出率可达95 %以上。 3.其他还原软锰矿方法 3.1电解锰浸出法 矿浆电解具有流程短、 金属分离效果好、环保等优势。 3. 2微生物浸出法 在利用微生物(细菌) 的生物化学活性从矿石中提取金属取得了很多技术进步,即所谓微生物湿法冶金技术在基础研究与产业化方面都已取得了长足的进步,并且日益显示出在经济性和环境友好方面的优势。
