氟化锰脱除硫酸锰溶液中钙镁的工艺条件及其动力学研究

以氟化锰为脱除剂,通过单因素实验研究氟化锰过量系数、溶液pH值、反应温度以及反应时间对硫酸锰溶液中钙镁脱除率的影响。在氟化锰过量系数2.0、溶液pH=5、反应温度85℃、反应时间80 min的优化工艺条件下,钙和镁脱除率分别为97.06%和95.48%。在此基础上进行了动力学研究,硫酸锰溶液中钙和镁的沉淀反应均符合Avrami方程,其表观活化能分别为48.01 kJ/mol和53.23 kJ/mol,表面化学反应是影响钙镁沉淀反应速率的限制性环节。

化学沉淀法去除硫酸锰溶液中K^(+)和Na^(+)的应用研究

研究探讨了化学沉淀法在去除硫酸锰溶液中的K^(+)和Na^(+)的应用效果。实验采用工业硫酸锰溶液作为研究对象,分析了Fe_(2)(SO_(4))_(3)的剂量系数和不同pH对去除率的影响。实验结果表明,当反应温度为80℃、反应时间为2 h、Fe_(2)(SO_(4))_(3)的用量系数为1.2 R、pH为2.0时,K^(+)、Na^(+)的去除率最高,均超过98%。这一结果说明,化学沉淀法在去除硫酸锰溶液中的杂质离子方面,表现出了高效性和可行性,对于提升硫酸锰产品的纯度具有重要的实际应用价值。

一水硫酸锰在H_(2)SO_(4)-H_(2)O二元体系中的结晶动力学研究

为提高一水硫酸锰晶体产品质量,指导一水硫酸锰结晶过程设计,使用动态法测定了一水硫酸锰在H_(2)SO_(4)-H_(2)O二元体系中的溶解度,利用Apelblat方程对溶解度进行了拟合,得到了Apelblat方程各参数与p H的关系,结果表明在H_(2)SO_(4)-H_(2)O二元体系中一水硫酸锰饱和溶解度随体系p H的降低迅速下降。在MSMPR结晶系统中测定了不同p H下一水硫酸锰晶体成核与生长速率,结果表明,p H的降低对一水硫酸锰晶体生长有显著促进作用,对晶体成核有抑制作用。以粒数衡算方程为基础对一水硫酸锰晶体的成核与生长速率进行计算,获得了不同p H条件下的成核与生长速率方程,并利用POLY2D方程对一水硫酸锰晶体成核与生长速率进行了拟合。该研究成果可为一水硫酸锰工业结晶过程设计提供参考。

废旧电池回收中的含锰废液制备高纯硫酸锰的研究

针对废旧电池回收中的含锰废液,研究以化学沉淀法为基本原理,采用氟化锰除钙、硫酸铝除氟,最后蒸发浓缩结晶获得高纯硫酸锰产品的生产工艺。最佳工艺为:在氟化锰添加量为18 g/L、温度为40℃、反应时间1 h、溶液pH为4的条件下,待反应结束后分离沉淀得到除钙液;按照铝氟质量比2.2添加十八水合硫酸铝,控制反应温度为60℃,反应后静置过滤获得净化液;调整pH后蒸发结晶获得高纯硫酸锰产品。产品主要成分及杂质含量均达到电池级硫酸锰的指标要求。通过结合小试实验研究,进行了中试试验,为实现低成本、工艺稳定的高纯硫酸锰净化除杂技术研究提供了参考依据。

利用废旧锂离子电池回收的粗制硫酸锰制备二氧化锰纳米材料

以废旧锂离子电池采用湿法冶金回收工艺生产的粗制MnSO_(4)作为锰源,当MnSO_(4)和KMnO_(4)的物质的量比为1∶3,在150℃下水热反应12 h得到具有水钠锰矿型晶型、花球状结构的MnO_(2)材料。以该材料为催化剂氧化去除甲醛,在60 min时间内甲醛去除率接近100%,其催化性能与以分析纯MnSO_(4)作为锰源的材料相当;且经过100次循环测试,去除甲醛的性能稳定。

电池用硫酸锰深度除杂工艺研究进展

硫酸锰作为锂电池正极材料制备过程中的重要原材料,在电池行业有着巨大的应用价值。随着电池工业和新能源汽车对硫酸锰产品的要求日益增多,硫酸锰的除杂工艺也逐步严格。文章主要总结了近年来硫酸锰深度除杂工艺研究进展,分别介绍硫酸锰的性质、深度除杂工艺以及硫酸锰在电池方面的市场现状,最后展望了硫酸锰未来的发展趋势和应用前景。

磷肥配施硫酸锰对黑青稞生物量及旗叶光合特性的影响

由于黑青稞受当地自然环境以及土壤盐碱化等因素的影响,使得黑青稞产量较低,通过研究磷肥配施硫酸锰来分析对黑青稞生物量及光合特性具有重要研究意义。以隆子黑青稞为试验材料,采用随机区组试验,设置不施磷和锰(CK)、磷肥(P)、硫酸锰(Mn)和磷肥配施硫酸锰(P+Mn)4个处理对黑青稞旗叶叶绿素相对含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率以及生物量的影响。结果表明,地上部分生物量与总生物量皆表现为P+Mn>P>Mn>CK;P+Mn、P和Mn处理较CK根系生物量分别提高61.9%、38.03%、17.95%;随着花后生育进程的推进,不同处理的叶绿素相对含量表现为P+Mn>P>Mn>CK;与CK相比,单施磷肥和单施硫酸锰都可以提高黑青稞的旗叶叶绿素相对含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率及生物量,磷肥配施硫酸锰可进一步提高黑青稞旗叶叶绿素相对含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率及生物量。综上,磷肥配施硫酸锰可协同增效,促进黑青稞光合产物的生产和积累,进而提高黑青稞生物量。

工业硫酸锰的净化和高纯无硒电解金属锰的制备

开发一种高纯度无硒电解金属锰的制备技术,以替代传统工艺中使用的有毒二氧化硒,对于工业应用具有重要的意义。研究通过深度净化硫酸锰溶液,并使用亚硫酸铵替代二氧化硒进行电解,利用硫化钡去除溶液中的重金属,聚合硫酸铁和二氧化锰联合净化溶液中的钙和镁杂质。结果表明,当硫化钡添加量为0.1 g/L时,锌的去除率高达98.00%;二氧化锰和聚合硫酸铁的质量比为2∶1时,净化效果最佳。亚硫酸铵的添加量控制在0.6~0.8 g/L时,电解过程稳定,所得电解锰的纯度可达99.97%,硒含量低于0.0001%。研究证实,所提出的制备工艺能够满足生产DJMnA牌号金属锰的要求,具有实际应用的可行性。

锌阳极泥还原浸出液净化制备电池级硫酸锰

以湿法炼锌阳极泥还原浸出液为对象,采用铁矾法除钾钠、中和水解沉铁、氟化锰除钙镁、硫化氢除重金属、蒸发浓缩结晶方法制备电池级硫酸锰(合格品),并进行单因素实验,考察了分步净化除杂工艺条件的影响。结果表明,在铁与钾+钠物质的量比为5、中和水解沉铁pH=4.0、氟化锰过量系数1.4、硫化氢用量0.2 mol、温度60~97℃条件下,溶液中钾、钠、钙、镁浓度均低于60 mg/L,铁离子浓度小于1 mg/L,重金属铅、锌等离子浓度均小于5 mg/L;该溶液经水浴搅拌4~6 h后蒸发结晶,所得结晶产物在105℃下烘烤12 h,即可得到一水硫酸锰产品,其化学成分达到标准要求,其XRD和SEM-EDS结果表明一水硫酸锰纯度高,颗粒分布较为集中,表面粗糙但无絮状物。

硫酸锰制备工艺研究进展

硫酸锰是一种重要的锰盐产品,由于高品位锰矿紧缺,通过低品位锰矿制备硫酸锰重要性日益突出。但是这一技术路线存在生产工艺欠成熟,存在浸取工段所得浸取原料液杂质含量高,直接生产的硫酸锰纯度低,需要除杂后处理等问题。文章系统总结了硫酸锰制备和后续除杂处理相关方法,并对相关技术难点进行分析。

SO_(2)浸出软锰矿体系连二硫酸锰的生成机制

副产物连二硫酸锰(MnS_(2)O^(6))的生成是限制软锰矿烟气脱硫技术广泛工业化应用的关键科学问题。迄今,MnS_(2)O^(6)的生成机制尚未阐明,难以为控制MnS_(2)O^(6)的生成提供有效的理论依据。本文采用理论分析与实验验证相结合的方法研究了SO_(2)浸出软锰矿体系MnS_(2)O^(6)的生成机制,阐明了MnS_(2)O^(6)生成速率的控制步骤和动力学过程。首先,通过文献研究对反应体系进行了理论分析,并基于SO_(2)氧化的HSO_(3)自由基机理及表面吸附和电化学模型提出的SO_(2)还原浸出二氧化锰(MnO_(2))的动力学模型,提出MnS_(2)O^(6)的生成机制可用HSO_(3)自由基生成机理进行解释,MnS_(2)O^(6)生成速率微观上取决于HSO_(3)生成速率,宏观上主要取决于体系H^(+)和HSO_(3)^(-)浓度,理论推导的生成速率方程为RMnS_(2)O_(6)=k·[H^(+)],H^(+)和HSO_(3)^(-)的理论反应级数均为1.0。然后,通过动力学实验研究考察了体系SO_(2)浓度、pH和温度对MnS_(2)O^(6)生成的影响和动力学过程,结果表明:MnS_(2)O^(6)生成速率随体系SO_(2)浓度的增大而增加,随体系酸度和温度的升高呈现先快速减小后下降趋缓的趋势,H^(+)和SO_(2)浓度对MnS_(2)O^(6)生成速率的反应级数分别为–0.059和1.014,反应活化能为7068.98 J/mol。最后,结合动力学实验研究结果和SO_(2)溶解平衡分析,推导出体系H^(+)浓度和HSO_(3)^(-)浓度的反应级数分别为0.955和1.014,与理论推导出的反应级数非常接近。研究结果验证了理论分析所得动力学方程的准确性,表明MnS_(2)O^(6)生成机制可用HSO_(3)自由基生成机理进行解释,可为MnS_(2)O^(6)生成特性及抑制方法研究提供理论依据和有效途径。

离心萃取制备电池级硫酸锰

电池级硫酸锰可采用溶剂萃取法制备,目前在实验室研究阶段,通过在分液漏斗中混合、摇匀、静置分离,测试结果受操作因素的影响较大,与工业化应用生产存在差距。针对传统工业萃取设备反应釜、萃取槽存在的问题,采用离心萃取机,通过离心萃取、离心洗涤、离心反萃工艺流程制备电池级硫酸锰。在料液Mn浓度为29.51 g/L,萃取相比O/A为2.0∶1.0时,4级离心萃取Mn的萃取率为75%~81%;提高萃取O/A相比至3.0∶1.0,Mn的萃取率达到98%;再经过4级离心洗涤、3级离心反萃,得到的反萃液中Mn^(2+)浓度为9.16 g/L,Mg^(2+)、Ca^(2+)浓度分别降至3.34 mg/L、2.19 mg/L,达到电池级硫酸锰的指标,全过程Mn的回收率达到93.12%,Mg^(2+)、Ca^(2+)去除率分别为99.75%、99.59%。

软锰矿、菱锰矿联合脱硫制备电池用硫酸锰的工业化试验探讨

在贵州某火电厂开展了软锰矿、菱锰矿联合烟气脱硫,同时制备电池用硫酸锰的工业化试验研究,结果表明,采用软锰矿进行氧化还原脱硫和菱锰矿调节矿浆pH,通过两级脱硫装置能实现高效脱硫(SO_(2)的吸收率可达99%以上)。该工艺不仅能实现贫锰矿资源的综合利用,而且还能实现SO_(2)烟气的资源化利用。脱硫产品硫酸锰通过深度净化后能达到电池用硫酸锰的要求。通过工业化试验进一步修订和规范了工艺操作规程,为工业设计及生产奠定了坚实基础。

硫酸锰溶液浸种对玉米种子萌发期抗盐碱生理特性的影响

土壤盐碱化是影响作物生长发育和产量形成的主要非生物胁迫之一。提高盐碱胁迫下作物的出苗率和成苗率是增强作物耐盐碱能力研究的关键。本研究以郑单958为试验材料,设置盐碱胁迫和无盐碱胁迫2个生长环境,探讨了不同硫酸锰浓度[0 mmol/L(CK)、5 mmol/L、10 mmol/L、20 mmol/L]浸种对玉米种子萌发能力及生理特性的影响。结果表明:5 mmol/L硫酸锰溶液浸种处理,能够有效提高盐碱胁迫下玉米种子萌发期的芽长、根长以及发芽率,显著提高胚根的抗坏血酸和还原型谷胱甘肽等抗氧化物质的含量;胚根和胚芽的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽还原酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性和抗超氧阴离子自由基活力在0~20 mmol/L的硫酸锰溶液浸种处理中呈现先上升后下降的趋势,其中以5 mmol/L硫酸锰溶液浸种表现较好;在盐碱胁迫下,随着硫酸锰溶液浸种浓度的增加,玉米胚芽和胚根内的渗透调节物质如可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量呈现先下降后上升的趋势;无盐碱胁迫时,随着硫酸锰溶液浸种浓度的增加,玉米幼苗胚芽和胚根的可溶性糖含量及游离脯氨酸含量呈现一个持续上升的趋势,丙二醛含量呈现低浓度促进高浓度抑制的特征。综上所述,利用5 mmol/L硫酸锰溶液浸种可以提高盐碱胁迫下玉米植株AsA-GSH循环中关键物质含量和酶活性,增强清除活性氧物质相关酶活性,有效促进玉米萌发期抗氧化系统运转,减弱膜脂过氧化作用,维持植株细胞膜透性,有效提高玉米种子的萌发能力以及耐盐碱能力。

含锰废水中锰的回收和制备电池级硫酸锰

为处理高钙镁含锰废水中锰的回收问题,采用合成沉淀剂回收其中的锰并制备电池级硫酸锰。通过控制变量法分别考察了反应时间、温度、滴加速率、沉淀剂的用量对锰、镁、钙分离效果的影响。结果表明分离的最佳条件为:合成沉淀剂的加入量n(Mn^(2+))∶n(C)=1∶1,滴加速率为9 mL/min,温度为50℃,滴加完成后保持反应30 min,锰的回收率达到99.65%,镁离子、钙离子的保留率分别为99.99%,98.88%。滤饼用1 mol/L的硫酸进行酸解,过滤、重结晶得到产品一水硫酸锰,经分析产品中锰的质量分数为31.97%,钙镁分别为0.018%和0.001%,符合《电池用硫酸锰》(HG/T 4823—2015)的质量标准,实现了含锰废水中锰资源的高效利用,对于处理高镁钙含锰废水具有较大工业应用价值。

pH对δ-MnO_(2)吸附硫酸锰溶液中Co^(2+)、Ni^(2+)的影响

硫酸锰溶液中重金属离子的深度净化,一直是锰行业研究的热点和重点。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)等手段对所制备的δ-MnO_(2)进行表征,利用Visual Minteq软件模拟硫酸锰溶液中Mn、Co和Ni的离子形态随pH的变化关系,研究不同pH条件对δ-MnO_(2)吸附硫酸锰溶液中Co^(2+)、Ni^(2+)的影响。结果表明:δ-MnO_(2)结晶性较差,缺陷和空隙较多,表面羟基丰富。随着硫酸锰溶液pH升高,δ-MnO_(2)对于Co^(2+)和Ni^(2+)吸附率逐渐增加,Co^(2+)比Ni^(2+)更容易被吸附。在低pH下,δ-MnO_(2)吸附效果受结构缺陷和空隙影响,pH高于5时,在表面负电荷和羟基的共同作用下大量吸附Co^(2+)和Ni^(2+),Co^(2+)、Ni^(2+)吸附率最高达到99.98%、89.53%。对吸附后δ-MnO_(2)进行XRD和FT-IR分析进一步验证了吸附机理,为解决锰系电池原材料硫酸锰溶液中重金属杂质离子难去除问题提供一定基础。

硫酸锰溶液溶剂萃取分离氟及其循环利用研究

氟盐沉淀法除钙、镁是制备高纯硫酸锰溶液最普遍的方法,但引入的氟需进一步去除。针对含氟硫酸锰溶液,本文提出溶剂萃取法分离回收氟的新技术,主要包含溶剂萃取分离氟、氧化锰循环反萃氟两个过程。在硫酸锰溶液初始pH为1.9,有机相组成为60%TBP+40%磺化煤油,相比为2∶1,萃取时间3min的条件下,经过室温五级逆流萃取,硫酸锰溶液中的氟可以降至35mg/L以下;在氧化锰添加量为理论量的1.0倍,相比5∶1,反萃时间1h,反应温度298K的最佳反萃条件下,氧化锰循环反萃率可达98.08%以上,反萃过程析出的氟化锰可以返回用于硫酸锰溶液除钙、镁。相较于现有氟反萃工艺,新技术可在深度除氟的同时实现氟的循环利用。

菱锰矿开发利用及其制备硫酸锰工艺研究进展

系统总结了菱锰矿开发利用途径,分析了以菱锰矿为原料制备硫酸锰产品过程中的关键步骤,并对重点杂质去除方法的优劣势进行了对比,为低品位锰矿的开发利用及硫酸锰产品的制备提供参考。

硫酸锰渣作为铁质替代原料用于水泥生产的实践

硫酸锰渣是锰加工行业常见的工业固废,目前暂无相对成熟的处置技术,主要处理方式为露天堆放,其无序堆放存在占用宝贵土地资源、极大潜在溃坝风险、重金属水土污染三大问题。新环保法及环保领导终身责任制等相关法律法规的实施使得硫酸锰渣的有效处置成为制约企业生存和地方经济发展的核心问题。通过将硫酸锰渣作为铁质原料配料用于水泥生产,实现硫酸锰渣变废为宝,产生良好的经济社会效应,具有一定的推广应用价值。

高纯硫酸锰生产流程危险性分析与职业健康防护

文章首先介绍了高纯硫酸锰生产工艺的各种添加剂及生产流程中涉及到的安全问题,分别从车间生产、相关添加剂及硫酸锰成品进行危险性分析、并提出相应的预防措施,对高纯硫酸锰的车间安全生产有着指导性的现实意义。