绑定机构
扫描成功 请在APP上操作
打开万方数据APP,点击右上角"扫一扫",扫描二维码即可将您登录的个人账号与机构账号绑定,绑定后您可在APP上享有机构权限,如需更换机构账号,可到个人中心解绑。
欢迎的朋友
万方知识发现服务平台
获取范围
  • 1 / 3
  (已选择0条) 清除 结果分析
找到 60 条结果
[硕士论文] 郑现龙
矿业工程 河北工程大学 2017(学位年度)
摘要:铬铁矿是一种重要的战略资源,而且它在我国的人均资源储备量较少,属于稀缺资源的范围。铬铁矿经过开采,洗选得到不同品质的铬铁矿,此为由铬铁矿氧化铬的上游工艺,铬铁矿经过铬盐工艺过程,可以得到多种铬盐,此为铬铁矿氧化铬的中游工艺过程。将铬盐通过多种工艺得到氧化铬产品,此为铬铁矿氧化铬的下游工艺过程。铬是一种不可或缺的战略资源在经济中有不可替代的应用。所以如何能够充分利用好现有的铬铁矿资源,来创造更高的附加值是目前的研究重点,目前,对铬铁矿下游工段高附加值喷涂氧化铬工段的研究前人已经做过一定的研究。基于前人的文献报道和本课题组的前期研究成果,本文通过湿法冶金的方法,继续研究了除了重铬酸钾以外的其它铬盐化合物作为铬源,来制备喷涂氧化铬的工艺。该工艺具有成本节约,工艺操作简单,环境友好等优势,研究使用多种不同铬盐来制备喷涂氧化铬可以摆脱生产原料单一的制约,对节约成本和提高生产灵活性具有重要的意义。
  本研究主要内容包括:⑴研究了在重铬酸钠体系下,通过湿法冶金法(水热过程)制备出大尺寸喷涂氧化铬的工艺条件。其中以清洁原料无水乙醇作为还原剂,以柠檬酸作为表面活性剂。用XRD以及SEM对结果进行了表征,研究了结果的形貌以及组成。分别研究了柠檬酸、无水乙醇、反应温度、重铬酸钠和反应底物的量的变化对结果形貌的影响。结果表明当重铬酸钠的量为0.5 g,无水乙醇的量为3 ml,柠檬酸的量为0.1g时,在180℃1h的反应条件下,为最佳反应条件,所得到的结果在形貌上最好。结果全部为三维近似球形结构,颗粒表面干净平整,无团聚和小颗粒出现。尺寸分布较为均匀,颗粒大小在25-130μm之间,颗粒的平均尺寸为61μm。绝大部分颗粒粒径分布在40-90μm之间,这占据了整体结果的80%左右,说明结果尺寸较为均匀,且分布较窄粒径大小符合喷涂氧化铬颗粒大小标准;⑵研究了铬酸钠体系下,通过湿法冶金法(水热过程)合成大尺寸喷涂氧化铬的工艺条件。其中以柠檬酸作为表面活性剂,无水乙醇作为还原剂,首次使用铬酸盐成功制备出喷涂氧化铬。使用XRD和SEM对在此体系下得到的结果的形貌和组成进行了表征。分别研究了柠檬酸、无水乙醇、反应温度、铬酸钠和反应底物的量的变化对结果形貌的影响。结果表明当铬酸钠为0.5 g,柠檬酸为0.24 g,无水乙醇为3 ml,反应条件为220℃1h时,为最佳反应条件,所得到的结果在形貌上最好。此时结果全部为三维近似球形结构且结晶良好颗粒表面光滑无裂痕。颗粒粒度分布在30-130μm之间,颗粒的平均尺寸为70μm,并且分布在40-100μm之间的颗粒占据了所有结果的85%左右,说明结果尺寸较为均匀,分布较窄并且粒径大小符合喷涂氧化铬颗粒大小标准;⑶研究了铬酸钾体系下,通过湿法冶金法(水热过程)合成大尺寸喷涂氧化铬的工艺条件。其中无水乙醇作为还原剂,柠檬酸作为表面活性剂。使用XRD和SEM对结果的形貌和组成进行了表征。分别研究了柠檬酸、无水乙醇、反应温度、铬酸钾和反应底物的量的变化对结果形貌的影响。研究结果表明铬酸钾为0.5 g,柠檬酸为0.21 g,无水乙醇为3 ml,反应条件为220℃1h时,为最佳反应条件,所得到的结果在形貌上最好。结果全部为三维近似球形结构结晶良好的大颗粒。颗粒尺寸分布在30-190μm之间,颗粒的平均尺寸为85μm。分布在30-120μm之间的颗粒占据了所有结果的80%左右,说明结果尺寸较为均匀,但有少部分的120μm以上的大颗粒存在,可以根据需要使用筛分技术将过大颗粒去除后使用,该结果也符合喷涂氧化铬颗粒大小标准。
[硕士论文] 柏慧
化学 重庆大学 2017(学位年度)
摘要:作为不锈钢的重要添加剂,金属锰对国民工业经济具有重要意义。金属锰主要通过湿法电解生产,但是生产过程能耗高、副产物多。在工业上,电解过程是在高浓度、高电流密度和敞开流动条件下进行的,远离平衡态。前期研究发现,电解过程中存在电化学振荡和分形生长等非线性现象。这些非线性现象会伴随额外的电解能耗。通过对其非线性动力学机制的研究,有望开发出节能电解新技术。
  电解金属锰过程中金属锰主要是在阴极还原生成,但是阳极过程在整体电解能耗中同样占非常大比例,并且阳极过程在以往的研究关注较少。本文着重关注电解锰阳极非线性动力学机制,研究首先考察了恒流条件下的阳极电化学振荡行为,分析频率、振幅等与外控因素的关系;然后,利用线性不稳定性分析等数学方法建立了恒流条件下的阳极动力学方程组,探讨了恒流条件下电势振荡产生的原因及阈值范围;最后,研究了脉冲电解条件对电化学振荡行为的影响,尝试为新型电解技术研发提供新的思路。
  本论文的主要研究内容包括:
  ①研究考察了恒流条件下的阳极电化学振荡行为。结果发现,引发电化学振荡产生的主要原因是阳极表面δ-MnO2的自催化作用;不同材料阳极均可以产生明显的振荡,其频率、振幅等与电解电压、锰离子浓度、温度、pH值等因素密切相关。恒流电解条件下的电势振荡可以导致电解能耗的降低,其振荡部分的能耗可以占到整体电解能耗的11.57%。通过调节恒流条件下的阳极电势振荡,有望进一步降低电解体系的非欧姆效应功率消耗。
  ②研究建立了恒流条件下的阳极动力学方程组,探讨了电势振荡产生的原因及阈值范围。结果发现,恒流条件下动力学速率参数会随电势的波动而变化,从而导致非线性动力学微分方程组与恒压条件不同;结合线性不稳定性分析及Matlab运算,探讨了方程组解的不稳定性与振荡行为的理论关联,给出了阳极振荡的阈值范围;模拟所得电势-时间振荡曲线与实验数据相符,证明了机理的合理性,从而为指导振荡机制的动力学调控提供了定量分析的基础。
  ③研究考察了外控脉冲电流电解条件对电化学自振荡的影响。结果发现,外控脉冲的平均电流密度、波动周期对阳极电化学自振荡有显著的影响;在单个电流脉冲的关断时间段内,阳极分别在1.0 V和0.4 V时出现两个放电平台,关断时间过长会导致电势落入第二个放电平台,此时阳极表面活性中间体浓度发生变化,自振荡恢复时间延长。相关研究对理解脉冲电解参数的设定及优化提供了理论基础。
  本研究丰富了对电解锰过程阳极非线性行为的认识,有助于为开拓高效电解方式提供新思路。
[硕士论文] 伍锡斌
化学 重庆大学 2017(学位年度)
摘要:电解是电解金属锰生产中的核心过程,阳极析氧过电位高,副产物阳极泥多,出现电化学振荡现象,使槽电压升高,降低电流效率,增大直流电耗。改善电极材料,抑制电解锰过程阳极电化学振荡是值得研究的课题。本文研究了铈离子(Ce(III))对电解锰阳极过程电化学振荡的影响以及电极上负载氧化铈(CeO2)对电解锰阳极电化性能的影响,得到如下主要结论:
  (1)通过电化学方法研究了铈离子(Ce(III))对电解锰用铅基四元合金电极(PbAg0.003Ca0.0003Sr0.0003)性能的影响。研究表明,铈离子能有效抑制铅基四元合金电极表面导电性较差的PbO和PbSO4的生长,能提高铅基四元合金的耐蚀性能,这为解决电解锰铅合金阳极耐蚀性差和导电性差问题提供了新的思路;
  (2)通过电化学法和相空间重构法研究了铈离子(Ce(III))对电解锰阳极电化学振荡的影响。结果表明,电解锰溶液中加入铈离子可以减少溶液中锰氧化物的生成,会降低电流振荡的稳定性,增大电流振荡的振幅、频率和恒压电解平均功耗,对电势振荡影响比较小,减小了电势振荡的频率和恒流电解平均功耗。当铈离子添加量达1000 mg/L时,同一电压下电流振荡的振幅比没有铈离子的电解锰体系平均高出7.5 mA,电势振荡的频率平均高出0.060 Hz,同一电流下电势振荡的频率平均低0.010 Hz;
  (3)通过电化学氧化法在铅合金表面沉积了一层氧化铈(CeO2),对氧化铈修饰铅合金电极进行了电化学实验测试。结果表明:氧化铈修饰铅合金电极比未修饰铅合金电极的析氧过电位有所降低,在40 mA/cm2时析氧过电位降低了0.1814 V,耐腐蚀性也比铅合金电极强,铅合金上氧化铈膜的存在增加了电流振荡的频率,振荡曲线更加平稳有序。
  (4)通过热分解、电沉积和复合电沉积法联合制备了氧化铈(CeO2)掺杂Ti/MnO2系列电极,对各电极进行了电化学性能测试。结果表明:热分解法和电沉积法分别制得了裂纹较少的SnO2-SbOx中间层和八面体堆积结构的致密β-PbO2中间层,复合电沉积法制备了纳米级的MnO2和CeO2共存的活性层,发现MnO2涂层表面的CeO2颗粒随电沉积液中纳米CeO2的增多而增多;氧化铈掺杂Ti/SnO2-SbOx/β-PbO2/MnO2-CeO2电极具有比氧化铈掺杂Ti/MnO2-CeO2电极和铅合金电极更低的析氧过电位,更长的使用寿命和更低的槽电压,适量氧化铈的掺杂能进一步降低Ti/MnO2-CeO2电极和Ti/SnO2-SbOx/β-PbO2/MnO2-CeO2电极的析氧过电位和槽电压,过多的氧化铈掺杂反而不利于MnO2涂层的催化析氧,而电极的耐腐蚀性和使用寿命却随掺杂氧化铈的增多而增强,为电解锰新型阳极的研究和设计提供了参考。
[硕士论文] 周欢欢
矿物加工工程 安徽理工大学 2016(学位年度)
摘要:中国是世界上最大电解锰生产、出口最大国家,电解锰行业为我国国民经济发展和现代化建设提供无比厚实的经济基础,电解锰生产过程中最后一道保险工序是陈化工序,但对陈化工序中铁离子净化控制还依据人为经验或落后的人工检测分析手段,大大浪费人力物力。
  本文以电解金属锰陈化工序中铁离子为研究对象,以电解金属锰厂生产原料矿粉为试验样品,以试验室小试模拟电解锰生产流程制备电解锰陈化液为试验对象,以2%H2SO4基底稀释溶液和基底分析测试溶液处理待测陈化液样品,ICP-MS分析电解锰陈化液中铁离子在时间维度、空间维度的变化规律;并由小试模拟试验结果为基础,推导创建数学模型;试验室半工业试验验证小试模拟铁离子的时空变化规律,并以建立的数学模型解释之;工业试验则是以新式检测装置联用在线检测平台为检测分析手段,建立分析方法,并对该分析方法进行效果评估,再次验证小试模拟和半工业试验结论。
  结果表明:通过半工业试验分析结果验证和工业试验分析结果验证,试验室小试模拟出的试验结果电解锰陈化液自净化过程中铁离子在同一空间高度不同时间维度上的分布规律分为三个阶段:初始阶段陈化液铁离子含量基本保持不变,在随后的快速上升阶段,陈化液中铁离子含量迅速增加,最后平稳阶段中陈化液铁离子含量增加速度进入平缓期;电解锰陈化液自净化过程中同一时间维度不同空间维度中铁离子含量基本相同,说明陈化液中氢氧化铁胶体分布相对均匀,且其沉降速度基本一致;另外,以新式检测装置联用在线检测平台为检测分析手段,对企业现场陈化液中铁离子分析方法,准确、可靠、抗基底干扰性强。
[硕士论文] 周灵灵
钢铁冶金 贵州大学 2016(学位年度)
摘要:焙烧-还原浸出法和直接还原浸出法是目前软锰矿制备硫酸锰的两种主要方法。传统的焙烧-还原浸出法有能耗高、环境污染严重等缺点,已无法适应社会发展的要求。直接还原浸出法中以两矿一步法为主,但因其还原率低、浸出渣量大、易引入杂质等缺点,至今未能得到普遍应用,而有机还原浸出法有流程简单、能耗低、浸出液杂质含量少等优点成为目前研究的热点。因此,找到一种还原效果好、成本低的有机还原剂具有十分重要的意义。
  本实验利用具有还原性的醛基类有机物还原浸出软锰矿,通过平行实验找到最佳还原剂,并研究该还原剂还原软锰矿的工艺影响因数得到反应的最佳工艺条件,从热力学和动力学方面分析反应机理,利用正交实验了解反应各因素对还原浸出影响的大小情况。通过调整实验条件进一步优化实验工艺条件。
  实验以甲酸、甲醛、乙醛、乙二醛和2,3,4,5,6-五羟基己醛这五种醛基类有机物还原剂进行平行实验研究,得到以2,3,4,5,6-五羟基己醛作还原剂时最经济可行。2,3,4,5,6-五羟基己醛还原浸出软锰矿的单因素实验研究得到最佳工艺参数为:液固比4:1、硫酸用量40 mL、粒径0.104 mm>90%、反应温度90℃、2,3,4,5,6-五羟基己醛用量12.5g和反应时间5 h,此时锰的浸出率可达94.73%。通过正交实验得出影响锰浸出率的因数大小依次为2,3,4,5,6-五羟基己醛用量>反应温度>硫酸用量>反应时间。浸出条件的优化实验得出最佳工艺条件为:2,3,4,5,6-五羟基己醛12.5g、硫酸用量40 mL、温度90℃、液固比4:1、粒径0.104 mm>90%、曝气量1L/min,曝气条件下反应3 h,停止曝气后继续反应1h,此时锰的浸出率可高达95.62%。
[硕士论文] 廖璐
钢铁冶金 贵州大学 2015(学位年度)
摘要:电解锰生产中,镁离子会在溶液中循环富集,给生产带来一系列的危害。但目前针对电解锰生产中杂质Mg离子的研究主要是围绕锰镁分离展开的,镁离子对锰电解液性质及电积过程的具体影响机理基本没有。
  本文针对杂质Mg离子对锰电解液性质及电积过程的影响进行了以下三方面的研究:
  1、对Mg在锰矿浸出过程的热力学、动力学分析可知:锰矿中的镁在浸出过程中会与硫酸反应生成MgSO4进入溶液,且反应化学平衡常数表明镁与硫酸的反应比锰与酸的反应进行得彻底。
  2、通过测定不同Mg离子浓度和温度下,锰电解液的理化性质:密度、粘度、电导率。得到以下结论:在相同温度下,随着溶液中Mg离子浓度的增加,溶液的密度和粘度增大,电导率降低。在相同Mg离子浓度下,随着温度的升高,溶液的密度和粘度都降低,电导率增大。
  3、研究Mg离子浓度对锰电积过程的影响。结论如下:随着锰电解液中Mg离子浓度的增加,电流效率降低。在40℃下,Mg离子浓度超过20 g/L后将影响电解过程中溶液的循环,阻碍电解槽的正常运行。线性扫描实验结论:随着溶液中Mg离子浓度的增加,电流密度降低。循环伏安实验结论:电解液中的Mg离子对锰的还原电位有一定的影响,随着Mg离子浓度的增加,锰的还原电位向负方向移动,而电流密度的变化规律与线LSV曲线的趋势一致。电解质溶液传质动力学理论研究结论:Mg离子对锰电沉积的电极反应没有影响;但随着锰电解液中Mg离子浓度的增加,溶液密度、粘度增大,传质性能变差;电导率降低,电阻增大,槽电压、电耗增大。
[硕士论文] 黄国平
化学工程 重庆大学 2015(学位年度)
摘要:我国钢铁产业的迅猛发展,逐渐带动了电解金属锰产业的飞跃发展,导致锰矿资源的需求日益增加。目前,我国锰矿资源以贫矿为主,高磷锰矿数量不断增加。其矿物组分复杂,杂质含量高,开采难度大,严重制约着我国的工业经济发展。磷是钢铁生产过程中的有害物质,会降低钢材的焊接性能、可塑性、冷弯性、韧性等,进而影响钢材产品质量。因此,研究有效的除磷工艺技术,提高低品位高磷锰矿的资源利用率,促进锰产业的可持续发展具有重要意义。
  本文所用的高磷锰矿选自重庆市城口县,Mn品位10.54%,P品位6.39%,P/Mn为0.391,还含有大量的杂质元素;锰的物相主要是碳酸锰相;磷主要以正磷酸钙、羟基磷酸钙、焦磷酸钙形式存在于磷灰石或胶磷矿中。高磷锰矿经硫酸浸取时,磷灰石溶解,pH降低,酸性增强,焦磷酸根逐渐转化为正磷酸根。因此,高磷锰矿浸出液中主要含有PO43-和少量的P2O74-。
  本文采用化学沉淀法对高磷锰矿浸出液进行除磷实验,重点研究了除磷剂的种类、投加量、反应pH条件对除磷效果的影响。实验确定了不同种类除磷剂的除磷效率,以及适宜的药剂投加量和反应pH条件。
  氧化钙和硫酸亚铁(Fe2+)对酸性高磷锰矿浸出液除磷效果不佳。硫酸铁(Fe3+)的最佳除磷条件为pH=3~5,n(Fe/P)=1.5~2,脱磷率可达99.64%以上。硫酸亚铁/双氧水(Fenton法)在pH为3~5时,n(Fe/P)=2,n(H2O2/Fe)=0.5~1.0条件下,磷的去除率达到99.83%,剩余磷含量低于13.32mg/L。聚合硫酸铁除磷的最佳pH值范围也为3~5,n(Fe/P)=0.75~1.0,除磷效果达到了99.76%~99.9%;硫酸铝对高磷锰矿浸取液除磷时,最佳的除磷条件为pH=4~5,n(Al/P)=1.0,可以获得99.71%的除磷率。
  采用聚合硫酸铁和硫酸铝复合除磷时,当加入的金属离子n(M/P)=n(Al/P)+n(Fe/P)>0.7时,可取得较高的除磷效率;并且Al3+投加量少,而聚Fe投加量多的情况下,磷浓度低于21.71mg/L,除磷效率符合要求。采用聚合硫酸铁-硫酸铝-氧化镧三元复合除磷时,加入的La3+能够有效地提高相同条件下聚合硫酸铁-硫酸铝复合除磷的除磷效率。
  采用XRD、XRF、FT-IR等仪器对除磷后的沉淀物进行分析表征,确定了铁盐、铝盐、镧盐除磷机理。主要是利用Fe3+、Al3+、La3+水解产生大量的金属羟基络合物,能够吸附大量磷酸根,生成无定型结构的金属磷酸盐,实现除磷目的。但是吸附过程中不可避免地吸附一部分Mn2+,造成锰离子的损失。
[硕士论文] 张莉
化学工程与技术 重庆大学 2015(学位年度)
摘要:近些年,随着矿物资源的日益枯竭,富矿越来越少,品位低、粒度细、矿物组成复杂的难选矿石所占比例日益增大。锰是钢铁产业中非常重要的元素,我国锰系合金及金属锰产量日益增长,这使得锰矿石的消费量逐年增加。高硫锰矿在我国锰矿储量中占有很大的比例,但是硫对钢铁的危害却很大,因此高硫锰矿的除硫问题和资源化利用日益突出。所以,建立高硫锰矿综合利用的方法,研究经济有效的脱硫技术,是提高锰矿资源化利用,促进矿区可持续发展的重要途径。
  本文以重庆市某锰矿区的高硫锰矿为研究对象,首先采用多种分析手段对其基本性质进行了初步分析,然后选择湿法预处理的方式对其进行脱硫试验,并详细研究了在湿法预处理过程中各种添加剂的参数条件。
  在湿法预处理试验中,主要研究了用氢氧化钠、五氧化二钒、蒽醌双磺酸钠(ADA)、偏钒酸铵、栲胶(KCA)等试剂在预处理过程中的影响。实验结果表明:
  ①当只加入氢氧化钠时,锰品位最高为26.4%,硫含量最低为0.092%,硫锰比为0.0035。在此组实验中对提高预处理后锰矿中的锰和降低预处理后锰矿中的硫效果最好。
  ②当加入五氧化二钒时,同时加入氢氧化钠和A DA预处理之后,锰品位最高为27.1%,此时的硫含量为0.11%,硫锰比为0.004,硫含量最低为0.098%,此时的锰含量为26.6%,硫锰比为0.0037。在此组实验中对提高预处理后锰矿中的锰和降低预处理后锰矿中的硫效果最好。
  ③当加入偏钒酸铵时,同时加入氢氧化钠和A DA预处理之后,锰品位最高为26.7%,此时硫含量为0.117%,硫锰比为0.0044,硫含量最低为0.101%,此时锰含量为26.5%,硫锰比为0.0038。将KCA代替ADA时,锰品位最高为23.9%,此时硫含量为0.102%,硫锰比为0.004,硫含量最低为0.086%,此时锰含量为23.5%,硫锰比为0.0037。在此组实验中,使用的两种催化氧化剂对提高预处理后锰矿中的锰和降低预处理后锰矿中硫的效果相似。
  将湿法预处理后的锰矿用浓硫酸进行浸取实验,使锰矿中的锰以硫酸锰的形式浸出,通过实验表明:预处理后锰矿浸出液中锰含量有所提高,且预处理效果明显的锰矿浸取之后,浸出液中锰含量在35%以上。
  将在酸性条件下浸取的硫酸锰溶液进行一系列的除杂后,加入电解添加剂制备成电解锰合格液。通过电解实验表明:金属锰能够在阴极板上沉积且效果明显。
[硕士论文] 李超
化学工程 哈尔滨工业大学 2014(学位年度)
摘要:通过离子膜电解槽,阳极电溶高碳铬铁同时在阴极电沉积铬粉。分别对阴极沉积铬粉、阳极电溶高碳铬铁以及同时电解条件进行了优化。
  阴极沉积铬粉研究表明,无水乙酸钠和尿素作为组合配位剂效果最佳。通过预电解工艺能提高三价铬电沉积体系的稳定性,提高电流效率。离子膜电解槽电沉积铬粉槽压明显小于传统工艺,节约了能耗。pH在一定的范围内保持稳定是提高电流效率的前提,温度升高有利于降低槽压。在三价铬电沉积铬粉体系中添加阻氢剂能明显提高电流效率。阴极优化后工艺条件为:Cr3+浓度25g/L,无水乙酸钠浓度30g/L,尿素浓度10g/L,硼酸浓度60g/L。最佳预处理工艺为预电解9min。初始pH为1.5,电流密度500A/m2,阻氢剂浓度20mg/L,温度23℃。
  阳极电溶高碳铬铁实验表明,大电流密度以及较高的温度能增加高碳铬铁中铬离子以及铁离子的溶出速率。在高浓度氯离子存在情况下阳极电流效率明显提高,在长时间电解实验中阳极未发生钝化现象。阳极优化后工艺条件为:盐酸浓度2mol/L,电流密度800A/m2,温度53℃,氯化钠浓度2mol/L。
  离子膜电解槽阳极电溶高碳铬铁同时阴极沉积铬粉的实验表明,阴极因素主要影响阴极电流效率以及阴极能耗。阳极因素对阳极铬离子、铁离子电流效率影响显著。阴极电位主要受温度和阴极电流密度影响,阳极电位主要受温度和氯化钠浓度影响。槽压主要受氯化钠浓度和阴极电流密度共同影响。优化后的工艺条件为:Cr3+浓度为25g/L,无水乙酸钠浓为30g/L,尿素浓度为10g/L,硼酸浓度60g/L。阻氢剂浓度为20mg/L,氯化钠浓度2mol/L,盐酸浓度2mol/L。阴极电流密度500A/m2,阳极电流密度800A/m2,初始pH为1.5,温度为53℃。
[硕士论文] 谭力铭
冶金工程 中南大学 2014(学位年度)
摘要:由于电池工业的兴起和发展,对硫酸锰产品质量和性能的要求日益严格,迫切需要一种成本较低、能连续大规模生产的分离提纯锰的新方法。本研究使用萃取剂A为萃取剂,对硫酸体系进行了萃取提纯,从含钙镁钾钠的模拟硫酸锰浸出液中选择性萃取锰,获得了满足电池级高纯硫酸锰要求的一水硫酸锰产品。在40℃、萃取时间为10 min、萃取剂浓度为30%、皂化率为50%、相比(O/A)为4∶1、两级逆流萃取的条件下,得到平均锰含量为13.5 g/L的负载有机相,锰的萃取率达85.34%。负载有机相和2M硫酸反萃液在相比(O/A)为8∶1、反萃温度为40℃、两级逆流反萃的条件下,得到平均锰含量为107.89 g/L的反萃后液,反萃率达99.94%,其中钙镁钾钠的浓度均小于15 mg/L。反萃后液经活性炭吸附、浓缩结晶并干燥后得到了符合电池级高纯硫酸锰溶液。并研究了水相为饱和杂质离子浓度条件下的萃取效果的影响;同时还研究了氯化体系中不同萃取剂对萃取效果的影响。利用所得的高纯硫酸锰溶液和碳酸氢氨经化学沉淀法制备了高纯碳酸锰,所得碳酸锰经二阶煅烧,转化为Mn2O3,经酸浸得到的产品MnO2。所得产品MnO2晶型和组成与锰酸锂级电解二氧化锰(EMD)一致,主要晶型为ε-MnO2。本文简要介绍了主要生产工序的物料衡算、物料成本估算及能耗估算。
[硕士论文] 赖颖明
材料科学与工程 中南大学 2014(学位年度)
摘要:电解锰行业是一个高耗能的行业,而这个行业中大约90%的能量消耗在电解金属锰的过程中。随着能源价格的不断攀升以及国家提出的节能减排要求都对电解锰行业带来巨大压力。降低能耗的一个最有效的措施就是研制出高效的电解添加剂。目前,国内电解锰厂普遍使用SeO2做添加剂生产电解金属锰,而国外主要使用SO2做添加剂。用SeO2做添加剂的优点是能获得很高的电流效率,缺点则是得到的产品中硒含量比较高,锰纯度不高,而且SeO2有剧毒。用SO2做添加剂的优点是得到的产品纯度高,缺点是电流效率相对较低,且SO2会污染环境。
  为了克服电解过程中电流效率低和产品纯度不高的问题,本文以低浓度的SeO2为主添加剂,采用单一变量法研究辅助添加剂明胶、硫脲、苯酚、亚硫酸铵对电流效率和产品质量的影响,从而研制出理想的复合添加剂。
  论文主要研究内容有:1.基于对电解锰的电解过程理论分析,筛选添加剂SeO2、明胶、硫脲、苯酚、亚硫酸铵,先分别研究二氧化硒和亚硫酸铵对电解过程和产品质量的影响,再以二氧化硒为主添加剂,采用单一变量法研究明胶、硫脲、苯酚对电解过程和产品质量的影响,结果表明明胶能提高电流效率6%以上,明胶和硫脲混合能提高电流效率8%以上,苯酚能提高电流效率4%以上。同时研究了搅拌对电解过程的影响,结果表明搅拌可以提高电流效率3%以上,且能够降低槽电压0.3~0.5V。2.采用XRD和SEM分析检测手段对得到的产品进行分析检测,结果表明添加剂种类对产品晶型没有影响,而对表面形貌则有比较大的影响。辅助添加剂能起到细化晶粒的作用,并且能使产品致密。3.综合各最优值进行综合实验,结果表明复合添加剂的电解效率并不是单一添加剂提高的电解效率的叠加,而要小一些。但比起只用SeO2做添加剂,复合添加剂的电流效率提高了10%,得到的产品符合国家行业标准。4.探讨了产品发黑机理,并提出了防止产品发黑的措施。5.用原矿溶液做电解液进行电解,并与纯溶液做电解的结果进行了比较。
[硕士论文] 吴文丽
化学 重庆大学 2014(学位年度)
摘要:δ–MnO2具有优异的化学和电化学性能,被广泛应用于电源、催化和吸附等领域。我国锰矿资源丰富,但可直接应用的富矿较少,贫矿却堆积成山,因此研究如何合理、经济有效地利用低品位锰矿,对于解决我国锰资源供求问题以及保证锰类产品行业的可持续发展具有极其重要的现实意义。本文以重庆秀山低品位菱锰矿为原料,采用酸浸法回收Mn,通过电化学法制备δ–MnO2,并探讨其活性。
  酸浸除杂后,制得MnSO4精制溶液,结果表明:氧化亚铁离子时,化学MnO2的最佳用量为2g;除铁、铝的最佳反应时间为1h,最佳温度为85℃。
  以精制的MnSO4溶液为原料,在恒压恒温下电沉积制备δ–MnO2,并用XRD、XPS、IR、N2吸附和 SEM等手段对样品进行表征和分析,得到如下结果:合成δ–MnO2的最优条件为:Mn︰K为1︰20,电压为2.0V;所得δ–MnO2的层间距为0.75nm;产品纯度高;表面富含–OH;形貌均一,呈片状分布;比表面积高达138.66m2/g,平均孔径为7.4nm,属于中孔材料。
  δ–MnO2对亚甲基蓝的脱色率较高,在0.5h内达到95%,将δ–MnO2回收利用4次,发现脱色率逐渐降低,但最终仍能达到55%左右。另外,反应溶液的特征吸收峰发生了迁移,且存在游离Mn,证明了δ–MnO2与亚甲基蓝之间存在电荷转移现象。亚甲基蓝的脱色率随δ–MnO2投入量的增加而呈上升趋势,反之,则呈下降趋势。
  酸性条件下,δ–MnO2对亚甲基蓝的脱色率都能达到90%以上。而在碱性条件下亚甲基蓝的脱色率都很低,当pH=8和pH=10时,1h内脱色率分别只达到了39%和17%。
  亚甲基蓝的氧化反应的速率随着反应初始浓度的增加而增加,且该反应符合Langmuir-Hinshelwood动力学方程,其速率常数为1.98mg/L﹒min,吸附常数为0.79L/mg。
  δ–MnO2对垃圾渗滤液的COD去除率为42%,说明其具有较好的应用价值。
[硕士论文] 吴敏
化学工程 重庆大学 2014(学位年度)
摘要:电解锰渣(Electrolytic Manganese Residue,EMR)是电解法生产金属锰过程中产生的一种硫酸盐含量高、颗粒细小、含水率高、重金属含量超标的工业废渣。近年来,随着我国钢铁工业的迅猛发展,电解锰的需求日益增加,电解锰渣的无害化处理和资源化利用问题也日益突出。目前,由于经济和技术的原因,现今企业对电解锰渣的处理方式基本上都是填埋处理,经过长期堆积这些废渣会对周围环境造成严重污染。因此,电解锰渣的胶结固化研究不仅可消除环境污染,也是可持续发展的有效途径。
  本文针对重庆某电解锰厂的锰渣,首先利用多种分析手段对其基本性质进行了初步分析,然后对电解锰渣胶结固化过程处理剂的选择以及实验条件、固锰除氨机理进行探索和讨论。结论如下:
  本文所用的锰渣为黑色、颗粒细小、泥糊状粉末物质,含水率为19.8%,pH值在5.9左右,呈弱酸性。渣中主要含有Mn、Si、Ca以及Fe、Al、Mg、Ba等元素,其中总锰含量为2.07%,硅含量15.3%、钙含量9.26%。
  在电解锰渣胶结固化试验过程中,探索了胶结固化处理剂的选择以及实验条件,确定了磷酸钠作为胶结固化锰渣的处理剂以及相应的实验条件。通过实验可知:当磷酸钠掺量为5%,pH为10.0,50℃下反应4h的锰渣固化体中锰和氨氮的浸出质量浓度均低于国家标准(2mg/L、15mg/L),扫描电镜照片显示锰渣颗粒胶结现象明显。
  在探索胶结固锰除氨机理的过程中,采用模拟实验来验证反应过程与反应生成物。根据锰渣中三种主要物质的比例关系制备模拟锰渣,并与磷酸钠反应得到模拟锰渣固化体,采用XRD、IR和SEM等分析手段对模拟锰渣固化体和锰渣固化体的物相组成、化学结构和表面形貌进行了对比分析。研究确定:电解锰渣固化后锰的浸出率减小是由于渣中水溶性的Mn2+与磷酸钠反应生成磷酸锰,且固化过程中水溶性Mn2+与PO43-、NH4+反应生成了复盐磷酸锰铵。锰渣固化后氨氮浸出率降低是因渣中以硫酸铵形态存在的NH4+转化为氨气释放,而以硫酸锰铵等复盐形态存在的NH4+与Na3PO4反应生成磷酸锰铵等复盐。此外,在PO43-体系中,锰渣中可溶性Mg2+、Fe2+与NH4+反应生成磷酸铵镁、磷酸亚铁铵等复盐,从而使锰渣中易溶性金属离子与氨氮不再向环境迁移,实现了电解锰渣的无害化处理。
[博士论文] 刘帅霞
环境科学与工程 东华大学 2013(学位年度)
摘要:铬渣来源于铬及铬盐的生产过程产生的有毒废渣,铬渣的性质随着原料和铬盐生产工艺的不同而不同,根据国家危险废物名录,铬渣被列为危险固体废物。中国铬盐产量占世界的1/10,含铬化合物占国民经济生产涉及化合物总量的15%。我国铬渣主要来自采用有钙焙烧工艺生产铬盐红矾钠(NaCr2O7)的制取过程。该工艺铬渣产生量大,六价铬残留量多,处理处置困难。上世纪50~80年代,随着红矾钠市场的变化等原因,大部分厂家停产倒闭,一大批遗留铬渣被无序堆存于铬盐产生地。目前,全国铬渣总产生量约630万吨,未解毒的320万吨,其中河南省堆存铬渣64万余吨。这些铬渣的无序堆存,造成地表水、地下水和土壤环境的严重污染。
  铬渣的毒性在于Cr(Ⅵ)的强氧化性,主要以Cr2O42-和CrO42-两种形式存在。Cr(Ⅵ)易溶于水,可以通过细胞膜进入细胞体内,对生物活细胞发生氧化作用,致细胞组织发生癌变。而Cr(Ⅲ)难溶于水,性质稳定,是哺乳动物体内必需的一种微量元素。Cr(Ⅵ)在铬渣中的有多种存在形态,其中水溶性Cr(Ⅵ)和酸溶性Cr(Ⅵ)溶液释放到环境中,对环境危害较大,是铬渣无害化处理处置的关键。铬渣的解毒过程就是将铬渣中Cr(Ⅵ)转变为Cr(Ⅲ)。传统的解毒法包括干法解毒和湿法解毒。干法解毒处理成本低,但能量消耗大,能引起二次污染。湿法解毒可操作性强,对处理处置对象和场地的要求比较少,工艺比较灵活,解毒效果好。铬渣中Cr(Ⅵ)的有效浸出是湿法解毒铬渣的前提,选择合适的还原剂是铬渣解毒效果的关键。
  铬渣综合利用的依据是铬渣中元素的组成和物相的组成,综合利用的障碍是铬渣中Cr(Ⅵ)和游离的氧化镁。《铬渣污染治理环境保护技术规范(暂行)》(HJT301-2007)中明确了铬渣的主要综合利用途径,并对不同用途中污染物控制指标的限值做了明确规定。
  本课题来源于2009年河南省科技厅的科技攻关项目(项目批准号:092102310244)。以河南原郑州五里堡化工总厂历史遗留铬渣为研究对象,分析了历史遗留铬渣的化学组成,探讨了铬渣中Cr(Ⅵ)的浸出机理,考察了Cr(Ⅵ)在自来水浸出和浓硫酸浸出条件下浸出动力学特性,分析了铬渣在水浸和酸浸条件下Cr(Ⅵ)的浸出影响因素,研究了两段式还原工艺解毒铬渣所采取的Cr(Ⅵ)浸出方式和还原Cr(Ⅵ)所需的还原剂种类、投加顺序及投加量,并进行了该技术的生产性研究,实现了该技术的工程应用和推广。本文主要内容如下:
  1、铬渣的化学成分分析。研究用铬渣的化学组成为:Al2O39.48%, Cr2O33.22%, MgO18.45%, Fe2O35.65%, SiO216.8%, CaO30.79%,水溶性铬0.32%、酸溶性铬0.49%,铬渣水浸pH值>10。
  2、两段式还原解毒铬渣时Cr(Ⅵ)的浸出特性和浸出动力学的研究。考察了搅拌强度、粒径、pH值、液固比和浸出液浓度对Cr(Ⅵ)浸出效果的影响,并对实验数据进行拟合。自来水浸取铬渣时,铬渣中Cr(Ⅵ)的浸出由两个阶段完成,一是铬渣表面Cr(Ⅵ)的快速溶解过程,该阶段Cr(Ⅵ)浸出动力学模型为:dC/dt=3.42×10-3×(0.9902-Ct);二是铬渣内部被包裹的六价铬的溶出过程,动力学方程为:1+2(1-f)-3(1-f)2/3=exp(-1248/RT)Rs-0.2210exp(-1/t),两个阶段Cr(Ⅵ)的浸出反应速度受固膜扩散控制。浓硫酸浸出铬渣时,Cr(Ⅵ)的浸出过程经历了固液两相的化学反应,浸出动力学方程为:k=|215.9+39.7c0-7.2/r02|e-9.318/RT,属于内膜扩散控制,增大硫酸浓度和减少铬渣粒径都有利于Cr(Ⅵ)的浸出。
  3、铬渣在不同浸出条件下,Cr(Ⅵ)浸出影响因子的研究。水溶性Cr(Ⅵ)易溶于水,酸溶性Cr(Ⅵ)易溶于酸,因此,分别考察铬渣在自来水和浓硫酸中的浸出影响因素。结果为:水浸铬渣时,Cr(Ⅵ)的最佳浸出条件为:液固比为20∶1,铬渣粒径为100目~200目,浸出时间为4~8h,浸出温度为30℃~40℃;酸浸时最佳浸出条件为:粒径为200目,液固比3∶1,浸出反应时间为3h,硫酸投加量0.25mL/g,浸出液终点pH为7.6。
  4、两段式还原工艺解毒铬渣还原剂的筛选。本研究所选铬渣堆存时间长,成分复杂,为找到经济有效的还原剂,首先考察多种有机和无机还原剂对重铬酸钾配制含铬废水的还原效果,结论为:所选的秸秆、面粉、葡萄糖有机还原剂中,只有秸秆在60℃的酸性条件(pH<4)下对Cr(Ⅵ)的还原效果显著,但反应时间和反应速率不及无机还原剂,只能为解毒后铬渣综合利用提供理论参考,用于工业化生产应用还需要进一步的研究。其它两种还原效果差。所选的无机还原剂中,硫酸亚铁的解毒效果最好,在酸性条件或碱性条件下都能将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),但药剂消耗量最大。通过进一步考察几种无机还原剂对铬渣浸出液中Cr(Ⅵ)和总铬的去除效果,实验确定选择焦亚硫酸钠(Na2S2O5)与硫酸亚铁(FeSO4)对浸出六价铬进行两段式还原。
  5、两段式还原工艺解毒铬渣工艺的研究及优化。考虑到铬渣中水溶性Cr(Ⅵ)和酸溶性Cr(Ⅵ)的浸出特性,采用水浸和酸浸连续浸出的方式分别浸取Cr(Ⅵ),确保铬渣最大极限浸出Cr(Ⅵ),在不改变铬渣原有的碱性条件下,分别在不同的浸出条件下投加不同的还原剂,实现Cr(Ⅵ)的两段式还原。连续浸出条件:加水球磨铬渣至200目,直接加焦亚硫酸钠,浸出反应1h后进入反应罐,加浓硫酸,浸出3h后,投加硫酸亚铁,调整液固比为3∶1。还原剂投加顺序为:先投加焦亚硫酸钠,最佳投加量为:焦亚硫酸钠与铬渣质量比为0.018∶1,硫酸亚铁与铬渣质量比为0.4∶1,解毒后铬渣中Cr6+的平均含量为0.02mg/L,总铬平均浓度为0.525mg/L。
  6、解毒后铬渣微观形态观察和晶型结构分析证明,两段式还原解毒后铬渣,解毒彻底,具有较好的长期稳定性。
  7、两段式还原铬渣工艺的生产性研究。在实验室研究的基础上,进行了该技术的生产性研究。生产性研究铬渣浸出条件为:粒径200目左右,溶液pH值在6左右,液固比为4∶1。工艺条件为:焦亚硫酸钠→还原反应1h→93%浓硫酸反应2~4h→硫酸亚铁,熟化时间10~12h,还原反应温度60℃~80℃。药剂投加量:93%浓硫酸400kg/t铬渣,焦亚硫酸钠30kg/t铬渣,硫酸亚铁300kg/t铬渣。总铬的去除:选用20%石灰乳调节溶液的pH值为9,将Cr3+转变为Cr(OH)3沉淀去除,中和时间≧2h。经国土资源部郑州矿产资源监督监测中心检测,解毒后铬渣浸出液中总铬≤1.5mg/L,Cr6+≤0.5mg/L,远远低于《铬渣污染治理环境保护技术规范(暂行)》(HJT301-2007)铬渣进入一般工艺固体废物填埋场的污染控制指标极限。该技术共计处理河南省堆存铬渣64.33万吨,分别通过了河南省环保厅的环保验收。
  8、主要创新点和特色。研究了两段式还原法解毒铬渣的浸出机理,找到了两段式还原法解毒铬渣过程中Cr(Ⅵ)浸出的动力学模型,提供了一套经济可行的铬渣解毒技术,并实现了该技术的推广应用,具有显著的社会效益、经济效益和环境效益。该技术已获得河南省科技进步二等奖。
[硕士论文] 武芳芳
化学工程与技术 中南大学 2013(学位年度)
摘要:随着电解锰行业的迅猛发展,碳酸锰矿的资源储量与矿石品位日益下降,严重的制约了电解锰行业的可持续发展,因此,高效、经济的利用氧化锰矿资源是解决我国锰资源短缺的关键。本文采用纤维素等生物质资源作为还原剂进行了氧化锰矿的还原浸出,研究了还原浸出工艺及其浸出动力学,对于促进电解锰行业的技术进步具有一定的意义。
  分别以纤维素和木质素磺酸钙为还原剂,在硫酸溶液中还原浸出氧化锰矿,考察了搅拌转速、反应温度、还原剂用量、初始硫酸浓度和反应时间对锰浸出率的影响。采用未反应收缩核模型对浸出过程动力学数据进行拟合,结果表明,在纤维素作还原剂还原浸出氧化锰矿的过程中,随着反应的进行,浸出过程由混合控制转变为内扩散控制,表观活化能由46.487 kJ/mol转变为62.290 kJ/mol,硫酸浓度的大小对锰浸出率有较大的影响;木质素磺酸钙还原浸出氧化锰矿的浸出反应受内扩散控制,表观活化能为48.36 kJ/mol,木质素磺酸钙和硫酸的反应级数分别为1.30和1.73。
  以竹木屑和废弃烟梗浸膏两种生物质为还原剂对湖南湘西氧化锰矿石进行还原浸出实验,考察了搅拌转速、反应温度、还原剂用量、硫酸浓度和时间等因素对锰浸出率的影响。结果表明,在优化的工艺条件下,氧化锰矿的锰浸出率均达到85%以上。将烟梗浸出氧化锰矿浆作为电解原液,采用扫描电子显微镜(SEM)与X-射线衍射(XRD)检测手段对阴极锰产品进行表征,结果表明,电解锰颗粒均匀,粒径在0.5μm左右,晶体排列紧密,阴极板锰片呈现表面平滑的银白色。
[硕士论文] 樊烨烨
冶金工程 中南大学 2013(学位年度)
摘要:我国攀西地区所产的钒钛磁铁矿是一种典型的钒铬共生矿,其中的钒和铬在冶炼过程主要富集在钒渣中。钒渣提钒形成的沉钒后液中还含有钒(Ⅴ)和铬(Ⅵ),其中的钒和铬既是有价金属,又是有害元素。为了分离回收沉钒母液中的钒和铬,提高资源综合利用率,保护环境,本文以含钒铬酸盐溶液为原料液,以弱碱性阴离子交换树脂D314和强碱性阴离子交换树脂D231为分离介质,对含钒铬酸盐溶液中钒铬的分离回收进行了研究,具体的研究内容为:
  (1)静态离子交换分离钒铬
  利用阴离子交换树脂静态吸附含钒铬酸盐溶液中钒、铬,考察了不同树脂、接触时间、pH值对钒铬分离的影响。实验结果表明:利用离子交换法分离含钒铬酸盐溶液中的钒、铬是可行的;在pH值2.5-8.5区间内,弱碱阴离子交换树脂D314可分离含钒铬酸盐溶液中钒铬,且钒铬分离系数随pH值增大而增大,但交换容量随之减小。综合考虑分离系数和交换容量,弱碱树脂分离钒铬的最优pH值为2.5-6.5。强碱阴离子交换树脂D231离子交换分离含钒铬酸盐溶液中钒、铬,钒铬分离系数随pH值变化比较复杂。强碱树脂分离钒铬宜在pH7.5-9.5区间进行。
  (2)动态离子交换分离钒铬
  利用弱碱阴离子交换树脂D314为交换剂,研究了含钒铬酸盐溶液中钒铬动态吸附特性。实验发现,虽然弱碱D314树脂可以吸附含钒铬酸盐溶液中的钒和铬,但钒的交换势大于铬的交换势。树脂吸附接近饱和时,用钒酸盐溶液作淋洗液,可将树脂上吸附的铬顶洗下来,净化柱床,实现钒与铬的深度分离。
  (3)钒铬综合回收
  虽然钒酸根和铬酸根随溶液pH值变化均可发生不同程度的缩合,但研究发现钒酸根与铬酸根相互之间不会缩合形成杂多酸。含钒铬酸钠溶液采用离子交换两次吸附法可有效分离回收其中的钒和铬,即溶液第一次吸附回收钒,第二次吸附回收铬。负钒树脂由NaOH溶液解析得到的高峰液经铵盐沉钒、过滤、滤饼煅烧可得纯度为99.8%的V2O5产品。负铬树脂用NaOH/NaClO混合溶液解析所得的高峰液经还原、中和沉铬、过滤、滤饼煅烧、加水洗涤后烘干能获得纯度为98.2%的Cr2O3产品。
[硕士论文] 李敏
化学 重庆大学 2012(学位年度)
摘要:近些年来,随着我国钢铁工业的迅速发展,电解锰的需求日益增加,难选贫锰矿的处理和资源化利用问题日益突出。富锰渣作为一种低品位锰矿火法富集后的原料性中间产品,锰含量一般在30%以上,其在湿法冶金领域的应用越来越受到关注。目前,由于经济和技术等原因,富锰渣的主要用途仍为硅锰合金的原料,附加值较低。富锰渣湿法利用的研究不但可以增加富锰渣的附加值,而且还能够为难选贫锰矿的利用提供和有效的途径。
   本文针对湖南某电解锰厂的富锰渣,首先利用多种分析手段对其基本性质进行了初步分析,然后分别对富锰渣湿法浸出工艺过程及条件、浸出液的利用过程进行探索和讨论。结论如下:
   本文所用的富锰渣是含水率低、硬度大、绿色块状物。渣中主要含有Mn、Si、Al及少量的Ca、Fe、Mg、Ba等元素,其中总锰含量达30.26%、硅含量17.07%、铝8.08%。
   在浸取富锰渣过程中,探索了浸取锰的方法和条件,确定了碱预处理-酸浸作为浸出富锰渣的工艺路线及相应工艺条件。通过实验可知:当碱的浓度为9mol/L、碱液和富锰渣的液固比为3:1、温度高于77℃时处理3小时,预处理后碱渣酸浸不会产生硫化氢;硫酸浓度为1 mol/L、硫酸与碱渣液固比为9:1、温度为90℃时浸取2小时,锰的浸出率会达到98.88%,继续增加硫酸用量及温度,浸取率增加不明显,且硫酸用量增加,加大了浸取过程的酸耗和能耗。
   在锰浸取过程中,铁铝与某些重金属杂质也进入浸取液。采用水解沉淀法可除去Fe3+、Al3+。水解沉淀就是通过调节溶液的pH使主体金属离子不水解,而杂质金属离子以氢氧化物的形态析出。除铁前浸取液中铁含量2.18 g/L;除铁后浸取液中铁含量小于0.5 mg/L,除铁效率达99.97%。实验选用SDD去除重金属杂质离子的干扰,以得到较纯净的硫酸锰浸取液。
   采用电解法回收浸取出的锰:测定净化液中铵浓度,按照浓度120 g/L补加硫酸铵,调节pH为6.5-7,加入添加剂SeO2,37-40℃恒温电解。电解所得沉积物的XRD图谱与标准卡JCPDS(No.44-1472)对照,确定产物为α型电解金属锰晶体。
[硕士论文] 习苏芸
化学 重庆大学 2012(学位年度)
摘要:当前,金属锰主要通过电解法制备的。经过多年发展,电解锰过程中仍然存在很多问题,例如电流效率低、添加剂不环保、副产物多等。究其原因是电解锰阴极过程添加剂界面作用机理不清楚,以及阳极电解能耗过程不清楚所导致的。因此,研究电解锰电极过程的机理,可以从理论上指导电解锰的生产过程,以期为高效电解新方法的研究提供新的思路。
   本文工作着重考察了电解锰电极过程的机理,开发了一种新的研究方法来探讨电解添加SeO2对阴极界面的作用机理,建立了一种检测含锰液中微量硒(Ⅳ)的新方法;从新的理论视角探讨阳极过程,首次在阳极上发现了电化学振荡现象,并且发现电化学振荡会引起电解能耗的额外变化。
   论文主要研究内容包括:
   ①采用方波伏安法(SWV)和线性伏安扫描法(LSV)研究了SeO2对阴极界面的作用机理。通过XRD,发现α-MnSe是阴极界面形成的唯一的Mn-Se化合物。在电解锰的过程中,α-MnSe,Mn2+和Se(Ⅳ)这三种物质之间存着电化学平衡。通过改变锰离子和二氧化的硒浓度,可以对这种平衡进行调节,进而改变电解锰的过程。
   ②通过方波伏安法建立了一种阴极过程分析方法。绘制出了标准曲线,线性回归方程为ip(A)=1.4995C(mol/L),相关系数为0.9989,检测限为1.0×10-7。此方法对实际电解锰过程中硒(Ⅳ)浓度的监控具有非常重要的意义。
   ③通过电化学方法,首次在阳极上观察到了电化学振荡现象,而阴极上没有观察到振荡现象。考察了锰离子浓度、电压、温度、pH值、SeO2浓度等对振荡行为的影响。通过电镜扫描(SEM)发现振荡信号的不同与阳极膜结构有关。振荡会引起电解能耗的额外变化,不同电解模式功耗不同,恒压电解下相对能耗增加可达14%。
  
[硕士论文] 刘庚
机械电子工程 西安科技大学 2012(学位年度)
摘要:硅锰炉自动配料系统是一种以配料工艺为基础,按配方比例动态定量称重的计量监控系统。对于提高冶炼设备自动化水平,改善工人劳动条件,提高配料精度和配料效率,完善现代企业管理具有十分重要的意义。
  论文首先对自动配料系统的背景和发展趋势进行了综述,在研究硅锰炉冶炼过程配料工艺的基础上,设计了硅锰炉自动配料系统的总体方案和基本组成,分析了系统主要设备的结构、原理及技术参数。
  其次,针对配料系统普遍存在的配料精度控制问题,在建立配料系统给料过程数学模型的基础上,结合迭代控制理论,选择给料过程停止给料提前量为输入控制量,提出了一种迭代学习控制算法,提高了配料系统的配料精度。
  再次,针对硅锰炉实际生产中的配料工艺,研究了其配料控制软硬件系统。在硬件设计上,系统采用IPC(工控机)和PLC相结合的总体控制结构,以IPC为上位机,实现系统远程监控,以PLC为下位机,实现配料动作控制,重量信号通过称重仪表采集,整个系统通过RS-485总线实现通讯。软件设计上,采用Visual Basic6.0为开发平台,结合Access2003数据库,实现了配料系统的配方管理、数据管理和数据输出等功能。
  最后,进行了系统性能实验,实验结果表明:系统运行稳定可靠、控制精度达到设计要求和生产效率较高。
[硕士论文] 王积伟
环境科学 青岛大学 2012(学位年度)
摘要:锰是国民经济中重要的基础物资和国家重要战略资源之一,广泛应用于社会生产的各个领域。目前我国纯锰的生产方式主要以电解法为主,电解锰的生产属于湿法冶金,是典型的高物耗、高能耗、高污染的“三高”行业,在其高速发展的同时,环境污染问题也日益凸显,其中锰渣污染显得尤为突出,目前尚没有一种成熟的锰渣处理处置技术。
   研究确定:锰渣中主要污染物为水溶性锰和氨氮(含量最高可达到34762和7987mg/kg),分别超过国家标准453倍和26倍;综合处理效果与经济性两方面分析,选取生石灰作为处理剂,得到最佳配比为锰渣:生石灰=8:1,此时锰离子的固化率和氨氮去除率分别达到99.9%和67%以上;固化体极端条件下的稳定性良好,环境安全性高;渣中水溶性锰离子固化机理可能是波索来反应和锰离子三相体系下的氧化反应,主要产物为MnO2、Mn2O3、Mn3O4以及其他络合物。
   为使无害化技术符合实际生产的需要,本文进行了工业化应用的设备选型以及工程建设研究,解决了大规模生产过程中现有设备能力不足的难题,完成了中试试验。在此基础上,对工业化过程中的环境保护问题进行了研究,并对无害化工程项目的经济效益和环境效益做了简要分析,以年产锰3万吨的企业为例,项目的实施可以节省渣场投资2000多万元,维护费用400多万元/年,延长了企业产业链,减排硫酸锰和硫酸铵分别达4280吨和2174吨。
  (已选择0条) 清除
公   告

北京万方数据股份有限公司在天猫、京东开具唯一官方授权的直营店铺:

1、天猫--万方数据教育专营店

2、京东--万方数据官方旗舰店

敬请广大用户关注、支持!查看详情

手机版

万方数据知识服务平台 扫码关注微信公众号

学术圈
实名学术社交
订阅
收藏
快速查看收藏过的文献
客服
服务
回到
顶部