【正文】 分類號(hào)： 密 級(jí)： UDC： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 碩士學(xué)位論文 低品位錳礦提錳的低溫 生物質(zhì) 還原 —氨循環(huán)轉(zhuǎn)型 — 水浸 工藝研究 碩士生 ： 宋靜靜 學(xué)科專業(yè)： 化 學(xué) 指導(dǎo)教師： 張萍教授 朱國(guó)才副研究員 所在學(xué)院： 材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 二 ○ 一 ○ 年 五 月 學(xué)校代碼： 10491 研究生學(xué)號(hào)： 120xx0022 中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 碩士學(xué)位論文 低品位錳礦提錳的低溫 生物質(zhì)還原 — 氨循環(huán) 轉(zhuǎn)型 — 水浸 工藝研究 碩 士 生： 宋靜靜 學(xué)科專業(yè)： 化 學(xué) 指導(dǎo)教師 ： 張 萍 教 授 朱國(guó)才副研究員 二 ○ 一 ○ 年 五 月 A Dissertation Submitted to China University of Geosciences for the Master Degree of Chemistry A study of the process containing roasting with biomass as reductant — ammonium cycle conversion — aqueous leaching for extracting manganese from lowgrade manganese ore Master Candidate： Song Jingjing Major： Chemistry Supervisor： Professor Zhang Ping Associate Professor Zhu Guocai (Tsinghua University) China University of Geosciences Wuhan 430074 P. R. China May, 20xx 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：本人所呈交的碩士學(xué)位論文《 低品位錳礦提錳的低溫 生物質(zhì) 還原 － 氨循環(huán)轉(zhuǎn) 型 －水浸 工藝研究 》，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）攻讀碩士學(xué)位期間獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。論文中除已注明部分外不包含他人已發(fā)表或撰寫過的研究成果，對(duì)論文的完成提供過幫助的有關(guān)人員已在文中說明并致以謝意。 本人所呈交的碩士學(xué)位論文沒有違反學(xué)術(shù)道德和學(xué)術(shù) 規(guī)范，沒有侵權(quán)行為，并愿意承擔(dān)由此而產(chǎn)生的法律責(zé)任和法律后果。 學(xué)位論文作者（簽字）： 日期： 年 月 日 作者簡(jiǎn)介 宋靜靜， 1984年 12月生，山東臨沂人。 20xx年 9月年進(jìn)入中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院攻讀化學(xué)專業(yè)碩士研究生。研究生期間 共完成 18門課程的學(xué)習(xí) ，總學(xué)分 ， 其中學(xué)位課程學(xué)分 18，選修課程學(xué)分 ， 總平均成績(jī) 。 畢業(yè)論文題目為《 低品位錳礦提錳的低溫 生物質(zhì) 還原 － 氨循環(huán)轉(zhuǎn)型 －水浸 工藝研究 》，指導(dǎo)老師 張萍 教授 和朱國(guó)才副研究員 。 參與項(xiàng) 目及公開發(fā)表論文： 1. 國(guó)家自然科學(xué)基金 項(xiàng)目 ―生物質(zhì) 還原低品位 氧化型錳礦 機(jī)理及綜合回收鈷鎳的研究 ‖。 （項(xiàng)目號(hào) 50874067） 2. Jingjing SONG, Guocai ZHU, Ping ZHANG, Yuna ZHAO. Reduction of lowgrade manganese oxide ore by biomass roasting [J]. Acta Metall. Sin.(.), 20xx, 23(3). (已錄用 ) 3. Jingjing SONG, Guocai ZHU, Ping ZHANG, Yuna ZHAO. Extraction of manganese from lowgrade manganese ore by sawdust reductionammonium sulfate conversionaqueous leaching[J]. International Journal of Mineral Processing.(審核 ) 低品位錳礦提錳的低溫 生物質(zhì) 還原 氨循環(huán) 轉(zhuǎn) 型 － 水浸 工藝研究 碩士生： 宋靜靜 導(dǎo)師： 張 萍 教授 摘 要 錳礦是重要的戰(zhàn)略資源 ， 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中具有十分重要的地位。我國(guó)錳礦資源貧乏，礦石品位低， 現(xiàn)行的 煤或黃鐵礦還原焙燒 工藝 能耗高 ， 氣 相 污染嚴(yán)重 ， 不能滿足國(guó) 家工業(yè)及國(guó)防建設(shè)的需求 。 研究低耗環(huán)保的 綠色 提錳 工藝已成為當(dāng)今錳工業(yè)發(fā)展的 緊要任務(wù)。 本文 以生物質(zhì) 作為 低溫 還原 焙燒原料 ，研究了從 低品位氧化 型 錳礦 中 提取錳的 低溫 生物質(zhì) 還原－氨循環(huán)轉(zhuǎn)型 － 水浸出 工藝 。 生物質(zhì)以鋸末為例 ， 研究了 氧化型 錳礦的還原 及 浸取 過程， 對(duì)錳礦與鋸末質(zhì)量比 、還原溫度 及 時(shí)間、 錳礦粒度、硫酸銨用量、硫酸銨焙燒溫度及時(shí)間、 水浸 出溫度及 時(shí)間、 攪拌強(qiáng)度 進(jìn)行了試驗(yàn)，考察它們 對(duì)錳收率的影響 。初步探討了 硫酸銨 焙燒 轉(zhuǎn)型 過程 及水浸出過程 的 動(dòng)力學(xué) 。 得到了以下結(jié)果： 在還原焙燒階段， 粒徑為 150μm的 氧化型錳礦按質(zhì)量比 5:1與鋸末混勻 ，在 500℃下還原反應(yīng) 40min，以 1mol/L的硫酸為浸取液，液固比 10:1， 60℃下浸取40min，錳的還原轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到 97%以上。 在硫酸銨焙燒轉(zhuǎn)型階段，優(yōu)化的還原焙燒工藝條件下，以超量分?jǐn)?shù) 60%的硫酸銨與還原后錳礦在 450℃下焙燒轉(zhuǎn)型 80min，以水為浸取液，攪拌強(qiáng)度300r/min， 60℃下浸取 1h，錳的轉(zhuǎn)型浸出率達(dá)到 95%。 在 實(shí)驗(yàn) 的溫 度 范圍 內(nèi) ，硫 酸銨 焙 燒轉(zhuǎn) 型 過程 的動(dòng) 力 學(xué)曲 線 為? ? kt??? 3111 ? ，其符合 界面化學(xué)反應(yīng)控制的動(dòng)力學(xué)類型 ，表觀活化能為。 在水浸出階段，優(yōu)化的還原及焙燒轉(zhuǎn)型工藝參數(shù)下，控制 攪拌強(qiáng)度 400r/min，在 80℃下浸取 1h，錳的浸出率可以達(dá)到 95%以上。 在實(shí)驗(yàn)的溫度范圍內(nèi)，對(duì)水浸出過程動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)該過程 的動(dòng)力學(xué)曲線為 ? ? kt???? 321321 ?? ， 符合內(nèi)擴(kuò)散控制類型，其浸出表觀活化能為 。 關(guān)鍵詞 ： 低品位 錳礦；鋸末還原； 氨 循環(huán)轉(zhuǎn) 型 ； 浸取 A study of the process containing roasting with biomass as reductant — ammonium cycle conversion — aqueous leaching for extracting manganese from lowgrade manganese ore Master Candidate： Song Jingjing Supervisor： Professor Zhang Ping ABSTRACT Manganese is an important strategic resource that has a very important strategic position in national economic and social development. However, it can not meet the need of national industry and defense construction duing to poor manganese ore resources, low manganese ore grade and current coal or pyrite reduction roasting process with high energy consumption and serious air pollution. Therefore, exploiting consumption, and green process for extracting manganese has bee an urgent mission for developing manganese industry. In this paper, biomass is used as reductionroasting material at low temperature to study the biomass reductionammonium cycle conversionaqueous leaching process for extracting manganese from lowgrade manganese ore oxide. Take sawdust for an example, the reduction and leaching process was investigated. Effects of the mass ratio of manganese oxide ore to sawdust, reduction temperature and time, original ore particle size, ammonium sulfate quantity, ammonium sulfate roasting temperature and time, aqueous leaching temperature and time and stirring rate on the manganese recovery were discussed. And kiics of ammonium sulfate roasting conversion process and aqueous leaching process were studied. The results were as follows: 1 The recovery of manganese reached over 97% under the conditions: the mass ratio of manganese ore to sawdust 5:1, reduction temperature of 500℃ for 40min, sulfuric acid concentration of 1mol/L, solidliquid ratio of 10:1 and leaching temperature of 60℃ for 40min. 2 The recovery of manganese reached 95% by controlling ammonium sulfate excess fraction of 60%, roasting conversion temperature of 450℃ for 80min, aqueous leaching temperature of 80 ℃ for 1h and stirring rate of 400r/min while keeping the same reduction conditions as above. 3 The kiics model equation is ? ? kt??? 3111 ? in the process of ammonium sulfate roasting conversion at the range of experimental temperature，which ply with dynamic model of interfacial chemical reaction control and its activation energy is 4 The recovery of manganese reached over 95% by controlling stirring rate of 400r/min and aqueous leaching temperature of 80 ℃ for 1h. 5 The kiics model equation is ? ? kt???? 321321 ?? in the process of aqueous leaching at the range of experimental temperature， which ply with internal diffusion control type and its activation energy is Key Words: lowgrade manganese ore。 sawdust reduction。 ammonia cycle conversion。 leaching 目 錄 第一章 引 言 .........................................