转炉高锰铁水炼钢工艺研究

为了解转炉高锰铁水炼钢情况,对涟钢210 t转炉42炉吹炼终点钢水进行了取样、测温,根据所得到数据计算了锰氧化反应热力学参数(K′Mn,γ(MnO),L Mn)及炉渣碱度、氧化铁、钢水温度对锰氧化热力学参数的影响。对于吹炼终点钢水与炉渣反应的平衡值及反应偏离平衡状况进行了计算。利用回归分析方法,给出了终点钢中含锰量与转炉吹炼工艺参数关系。吹炼终点渣中平均w(TFe)=20.0%,终点钢中平均w(Mn)=0.147%。终渣平均w(MnO)=6.28%,较正常含锰铁水炼钢终渣高,增加了炉渣流动性,有利于化渣。锰的收得率较低(平均23%),与转炉炼钢铁水硅含量高、渣量大有关。

有机添加剂对电解锰的影响

电解锰行业面临电效低、SeO_(2)添加剂剧毒且沉积产物形貌难控制等问题.为了提高电流效率以降低能耗、改善锰电沉积形貌及降低添加剂SeO_(2)的使用量,本文根据电解锰行业标准,配制MnSO_(4)–(NH_(4))_(2)SO_(4)电解液体系,通过添加聚丙烯酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、葡萄糖酸等分别作辅助添加剂,探究其对锰沉积的影响以降低剧毒性主添加剂SeO_(2)的用量.采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、恒电流阴极极化曲线测试方法(LSV)等表征手段,研究金属锰沉积形貌、晶体结构、阴极电化学极化行为与添加剂之间的关系.结果表明:四种添加剂均可以促进α-Mn的形成,且最优晶型取向为(330)晶面,其中葡萄糖酸最适宜作为辅助添加剂.当以葡萄糖酸为辅助添加剂,质量浓度为1.84 g·L^(-1)时,阴极电流密度明显提高,降低了阴极极化,产品形貌更加致密光滑.最优条件下,SeO_(2)的质量浓度可由工业上常规用量0.03~0.06 g·L^(-1)降低至0.015 g·L^(-1),电流效率可由70%提高至89.73%,能耗由6500 kW·h·t^(-1)降至4990.58 kW·h·t^(-1).研究结果有望为电解锰行业绿色生产和高效电沉积提供借鉴,有助于推动电解锰行业的可持续发展.

甘氨酸锰对产蛋后期蛋鸡产蛋性能和肠道微生物的影响

本试验旨在研究甘氨酸锰对产蛋后期蛋鸡盲肠微生物和产蛋性能的影响。选取体况良好、产蛋率接近的70周龄海兰褐蛋鸡720只,随机分为4个处理,每处理6个重复,每个重复30只鸡。基础饲粮不额外添加锰源(实测锰含量为21.77 mg·kg^(-1)),试验组饲粮在基础饲粮中分别添加120 mg·kg^(-1)锰的一水硫酸锰以及40、80和120 mg·kg^(-1)锰的甘氨酸锰(实测锰含量分别为144.46、57.84、96.97和135.59 mg·kg^(-1)),试验期12周(70~82周龄)。结果表明,40 mg·kg^(-1)锰的甘氨酸锰饲粮组蛋鸡77~82周龄产蛋率显著高于120 mg·kg^(-1)锰的一水硫酸锰组和80 mg·kg^(-1)锰的甘氨酸锰组(P<0.05),添加甘氨酸锰对70~82周龄产蛋率有增加的趋势(P=0.071),对70~82周龄其它产蛋性能指标无显著影响(P>0.05)。40 mg·kg^(-1)甘氨酸锰饲粮组蛋鸡盲肠微生物区系的Chao1和Shannon指数显著高于120 mg·kg^(-1)一水硫酸锰组(P<0.05),OTU数量最多,表明菌群多样性和丰富度最高;属水平上Top 10的菌属追溯到门水平上,120 mg·kg^(-1)一水硫酸锰组厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度显著高于80 mg·kg^(-1)甘氨酸锰饲粮组(P<0.05);120 mg·kg^(-1)一水硫酸锰组中起重要作用的微生物类群集中在Firmicutes苞菌科(Selenomonadaceae),80 mg·kg^(-1)甘氨酸锰饲粮组中起重要作用的微生物类群集中在螺旋体门(Spirochaetota)螺旋体科(Spirochaetaceae);差异菌分析发现,40 mg·kg^(-1)甘氨酸锰饲粮组盲肠中乳酸杆菌属(Lactobacillus)相对丰度显著高于120 mg·kg^(-1)一水硫酸锰组(P<0.05),80 mg·kg^(-1)甘氨酸锰饲粮组类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、马赛菌属(Massilia)和弯曲杆菌属(Campylobacter)相对丰度均显著高于120 mg·kg^(-1)一水硫酸锰组(P<0.05);与40 mg·kg^(-1)甘氨酸锰饲粮组相比,80 mg·kg^(-1)和120 mg·kg^(-1)甘氨酸锰饲粮组有益菌巨单胞菌属(Megamonas)、Lactobacillus和罗姆布茨菌属(Romboutsia)相对丰度显著降低(P<0.05),有害菌Campylobacter相对丰度显著提高(P<0.05)。由此可见,在本试验条件下,饲粮中添加40 mg·kg^(-1)锰的甘氨酸锰可以改善产蛋后期蛋鸡肠道微生物区系的物种丰富度和多样性指数,增加有益菌丰度和参与代谢过程的菌群,在一定程度上改善了试验后段(77~82周龄)蛋鸡产蛋性能。

电解锰行业清洁生产评价指标体系研究与应用

清洁生产评价指标体系研究对行业深入推进清洁生产具有重要意义,提出了适用于一般工业行业的“源头控制-过程减排-末端治理-循环利用”全过程清洁生产评价框架模型;构建了由生产工艺及装备等9个一级指标、45个二级指标组成的电解锰行业清洁生产评价指标体系,采用专家咨询-层次分析法确定各指标权重,其中电解锰渣无害化处理率和直流电耗指标的权重分别为0.092和0.050,反映出行业清洁生产的重点和关键点。对3家典型企业的清洁生产水平评价结果表明,案例企业对标Ⅰ级基准得分为40.78~77.26,与清洁生产Ⅰ级水平有差距,指标体系能有效反映电解锰企业的清洁生产水平。结合企业1实际情况,从生产工艺及装备等方面提出10项针对性的清洁生产改造措施建议,为企业推进清洁生产提供参考,也可为行业绿色低碳政策制定提供依据。

火焰原子吸收光谱法测定配合饲料中铜、铁和锰含量的不确定度评定

研究旨在建立火焰原子吸收光谱法测定配合饲料中铜、铁和锰含量的不确定度评定方法,真实反映测量的置信度和准确性。首先分析测定过程中的不确定度来源,对不确定度分量进行量化,然后通过数学模型计算出饲料中铜、铁和锰含量,合成扩展不确定度。结果显示:饲料中铜、铁和锰的含量分别为(11±2)、(214±10)、(92±4)mg/kg,不确定度为扩展不确定度,包含因子为2,对应的置信水平是95%。本研究发现样品消解、样品溶液浓度测定和含量重复性测量是影响饲料中铜、铁、锰含量测量中不确定度的主要因素,应特别关注样品的前处理过程、标准工作液的配制,并使待测样品的浓度落在曲线的中间位置,以提高检测准确性。

锰超氧化物歧化酶的催化原理与酶活性调节机制

锰超氧化物歧化酶(MnSOD)催化两分子超氧自由基歧化为分子氧和过氧化氢。超氧自由基被Mn~(3+)SOD氧化成分子氧的反应以扩散的方式进行。超氧自由基被Mn~(2+)SOD还原为过氧化氢的反应以快循环和慢循环两条途径平行进行。在慢循环途径中,Mn~(2+)SOD与超氧自由基形成产物抑制复合物,然后该复合物被质子化而缓慢释放出过氧化氢。在快循环途径中,超氧自由基直接被Mn~(2+)SOD转化为产物过氧化氢,快速循环有利于酶的复活与周转。本文提出温度是调节锰超氧化物歧化酶进入慢速或者快速循环催化途径的关键因素。随着在生理温度范围内的温度升高,慢速循环成为整个催化反应的主流,因而生理范围内的温度升高反而抑制该酶的活性。锰超氧化物歧化酶的双相酶促动力学特性可以用该酶保守活性中心的温度依赖性配位模型进行合理化解释。当温度降低时,1个水分子(或者OH~-)接近Mn、甚至与Mn形成配位键,从而干扰超氧自由基与Mn形成配位键而避免形成产物抑制。因此在低温下该酶促反应主要在快循环通路中进行。最后阐述了几种化学修饰模式对该酶的调节,说明锰超氧化物歧化酶受到多种形式的快速调节(变构调节与化学修饰)。这些快速调节直接改变酶的活化状态,进而调节细胞中超氧自由基和过氧化氢的平衡与流量,为揭示锰超氧化物歧化酶和超氧自由基的生理作用提供新理论。

中国西南地区电解锰渣特性分析及影响因素研究

电解锰行业发展面临的困境之一是锰渣的处理处置方法。为探索绿色低碳的锰渣无害化处理技术,选取中国5家典型电解锰企业新、旧电解锰渣,通过其理化特性及浸出毒性分析,研究堆存条件、时间及工艺参数等因素对不同企业锰渣特性的影响。结果显示:不同企业的新、旧锰渣平均质量含水率相差最大时均达19%以上,浸出液pH值最高分别相差0.95、1.45,不同企业新鲜锰渣的SiO_(2)和Al_(2)O_(3)平均质量分数最大相差分别为43.18%、146.25%,且可溶性盐质量分数均超过10%,未达到填埋入场标准。锰渣中石膏和石英的质量分数随堆存条件和时间发生不同的变化。企业C在堆存过程中石膏和石英的质量分数在增加,而企业E锰渣中烧石膏质量分数在增加,石英质量分数在减少。历史锰渣浸出液中Mn^(2+)和氨氮(NH_(4)^(+)N)的质量浓度较高,分别超过GB/T 8978—1996一级排放标准限值的65.92~935.00倍和2.56~63.80倍,表明长期堆存的锰渣仍存在较大的环境污染风险。不同地区企业的锰渣应通过无害化处理与资源化利用来降低其环境污染风险,须根据化学成分、理化性质不同选择合适的资源化方式。

难选高铁软锰矿流态化磁化焙烧-磁选浸出工艺

【目的】提高难选高铁软锰矿的资源利用效率,缓解我国锰矿资源依赖进口的现状。【方法】采用流化床反应器作为焙烧装置,模拟发生炉煤气气体组分作为还原气体,对云南省某地区的难选高铁软锰矿进行流态化磁化焙烧。对还原后的焙烧矿进行磨矿-弱磁磁选,得到铁精矿和锰精矿。最后,对锰精矿中的锰进行酸浸浸出。【结果】在500℃流态化还原焙烧10 min,该难选高铁软锰矿即可达到最佳的还原状态效果,当样品的磨矿粒径<30μm的颗粒的质量分数为65%时,即可达到最佳的解离效果。选别后铁精矿铁品位和回收率分别为57.24%和76.55%,锰精矿锰品位和回收率分别为24.41%和73.84%,锰精矿的铁浸出率仅有1.94%。【结论】考察难选高铁软锰矿流态化磁化焙烧-磁选浸出规律,可以降低反应温度,缩短反应时间,低碳节能;抑制过还原反应的发生,可以提高铁资源利用率,降低浸出酸耗和除铁剂消耗。低能耗、低消耗和高利用率可以极大地提高难选高铁软锰矿的经济性,解决这部分资源难于利用的困境。

单膜双室电沉积金属锰

鉴于含锰废水有毒有害,提出阴离子交换膜代替隔膜处理含锰废水。首先采用单因素法探究最佳工艺参数,在最佳条件下,电流效率为71.36%,锰回收率为85.6%,酸回收率为77.23%,能耗为7 784.78 kWh/t;电解锰的宏观形态光滑均匀,具有金属光泽。用SEM和XRD分析手段分析不同亚硒酸浓度对电解锰的影响,结果表明,当亚硒酸为0.07 g/L时,电解锰微观结构表面均匀、致密性好、光滑、无枝晶且空洞最小,晶体形态为α-Mn。

68.75%噁酮·锰锌水分散粒剂对柑桔黑点病的防治效果

柑桔黑点病(由Diaporthe citri引起)是危害柑桔果实商品性最严重的病害之一,每年需要喷施4~5次杀菌剂进行防治。为明确68.75%噁酮·锰锌水分散粒剂(6.25%噁唑菌酮和62.5%代森锰锌的混剂)对柑桔果实黑点病的防治效果,分别在浙江黄岩和常山进行了田间试验。结果发现,黄岩试验点68.75%噁酮·锰锌水分散粒剂500倍液全程5次用药对黑点病的防治效果为84.79%,常山试验点800倍液全程4次用药对黑点病的防治效果为74.10%,效果不亚于常规推荐的杀菌剂代森锰锌。认为,生产中采用68.75%噁酮·锰锌水分散粒剂500~800倍液在柑桔谢花2/3进行第1次树冠喷雾,此后隔20~25 d喷1次,共喷4~5次,可有效防治柑桔黑点病。

石墨烯基介孔锰铈氧化物催化剂:制备和低温催化还原NO

锰铈氧化物由于较强的氧化还原活性、优良的低温脱硝性能,已被广泛用于选择性催化还原(SCR)脱硝反应,但是锰铈氧化物存在活性组分易团聚、比表面积较低等问题,限制其催化剂活性的提高。本研究以介孔结构的石墨烯基SiO_(2)(G@SiO_(2))纳米材料为模板,采用水热法制备了系列石墨烯基介孔锰铈氧化物(G@MnO_(x)-CeO_(2))催化剂,并考察了该催化剂在低温下(100~300℃)的SCR脱硝性能。结果表明,与石墨烯基铈氧化物(G@CeO_(2))相比,G@MnO_(x)-CeO_(2)催化剂具有较高脱硝活性。当Mn、Ce与模板G@SiO_(2)质量比分别为0.35、0.90时,G@Mn(0.35)Ce(0.9)催化剂的脱硝活性最佳,220℃下NO转化率达到最高(80%)。添加适量MnO_(x),提高了G@MnO_(x)-CeO_(2)催化剂的比表面积、孔容,降低了催化剂的结晶度;并且MnO_(x)-CeO_(2)以纳米尺度(2~3 nm)较为均匀地分散于石墨烯片层表面。此外,由于MnO_(x)与CeO_(2)之间存在协同作用,Mn原子可以部分替代Ce原子掺杂于CeO_(2)的晶体结构中形成MnO_(x)-CeO_(2)固溶体,使G@Mn(0.35)Ce(0.9)催化剂表面存在较高含量的高价态Mn^(3+)和Mn^(4+)、Ce^(4+)以及较高的化学吸附氧浓度,从而展现出较高的脱硝性能。该工作为MnO_(x)-CeO_(2)基催化剂在低温NH3-SCR中的实际应用提供了基础数据。

D001型树脂对锰离子吸附及富集性能研究

探究了D001型树脂对Mn^(2+)的吸附和解吸性能。开展静态吸附实验探究Mn^(2+)吸附等温模型与吸附动力学,在不同的流速、pH值和吸附时间下进行了动态吸附实验,又通过控制再生液流速和浓度研究了树脂对Mn^(2+)的富集程度,并对吸附前后的树脂进行表征测试。结果表明,与Freundlich等温线相比,锰的吸附更符合Langmuir等温线,准一级动力学模型最能模拟锰吸附反应的动力学数据。动态吸附时进样流速保持8 m/h、 pH值为4、吸附时间为270 min吸附效果最好,再生液流速为1.5 m/h,浓度为3 mol/L时Mn^(2+)的富集效果最佳可以达到原样的60倍。最后通过FT-IR证实了锰与磺酸基结合的吸附机理。

镍锰氧化物复合电化学传感器对抗坏血酸的检测

首先,通过一步水热法制备了镍锰氧化物复合材料(Mn-Ni-Oxide),并将其修饰玻碳电极构建抗坏血酸快速检测的电化学传感器。利用XRD、SEM、EDS及FTIR对Mn-Ni-Oxide进行了表征。采用滴涂法将Mn-Ni-Oxide修饰于电极表面,并用循环伏安(CV)法、差分脉冲伏安(DPV)法测试了抗坏血酸在Mn-Ni-Oxide修饰电极上的电化学行为。结果表明,Mn-Ni-Oxide的外表面为带有孔隙的纳米球形结构,主要组分为Mn_(2)O_(3)、NiMnO_(3)。在pH为4的乙酸/乙酸钠缓冲溶液条件下,修饰电极的Mn-Ni-Oxide修饰量为10μL,抗坏血酸浓度(c)在0.1~9000μmol/L时与氧化峰电流(I_(p))呈线性关系,线性方程为I_(p)=3.2435c+17.198(R^(2)=0.9920),检出限为0.025μmol/L,灵敏度为3.2435μA·m·L/(mol·cm)。该传感器实际应用于果汁饮料中抗坏血酸的测定,加标回收率为95.5%~103.1%,表明其在食品分析等方面具有良好的应用前景。

铁尾矿—硅锰渣—赤泥协同制备超高性能混凝土力学性能研究

选用铁尾矿粉、硅锰渣粉和赤泥作为矿物掺合料代替部分普通硅酸盐水泥,协同制备了2种不同水胶比的超高性能混凝土,研究了掺入铁尾矿—硅锰渣—赤泥的超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)的力学性能,探究了铁尾矿粉掺量对UHPC的抗弯强度、劈裂抗拉强度和抗压强度的影响。结果表明:①水胶比较低的超高性能混凝土中,铁尾矿粉对混凝土抗弯强度影响较大,对劈裂抗拉强度影响较小;②水胶比较高的超高性能混凝土中,铁尾矿粉对混凝土抗弯强度的影响与对劈裂抗拉强度的影响基本一致;③随着铁尾矿粉掺量增加,水胶比为0.20和0.25的超高性能混凝土抗压强度降低,硅锰渣—赤泥组超高性能混凝土28 d抗压强度最大降低幅度分别为19.2%和22.9%。上述分析进一步反映出:①铁尾矿粉在超高性能混凝土中的掺量不宜超过矿物掺合料总量的40%;②铁尾矿粉的掺加不利于超高性能混凝土的早期抗压强度提升,但适量掺加铁尾矿粉(20%)有利于超高性能混凝土后期抗压强度增长;③三参数模型系数相对于铁尾矿—硅锰渣—赤泥超高性能混凝土的抗压强度和养护龄期关系相对集中,拟合相关系数较高。

亚硫酸铵还原焙烧软锰矿提取锰试验研究

研究了以亚硫酸铵为还原剂,通过高温焙烧直接把软锰矿中的二氧化锰还原成硫酸锰,从而实现软锰矿的高效提取,考察了亚硫酸铵与软锰矿质量比、焙烧温度及时间、浸出温度及时间等对锰提取率的影响,确定了最佳工艺条件。结果表明:最优条件为亚硫酸铵与软锰矿质量比0.75∶1,焙烧温度500℃,焙烧时间1.5h,浸出温度25℃,浸出时间30min;在该条件下,锰浸出率约为93%,铁浸出率约9.5%。锰提取效果较好。

界面效应在锰氧化物修饰的CeO_(2)纳米立方甲苯氧化中的作用

本研究通过水热-浸渍两步法成功制备了不同Mn负载量的二元xMn/Ce(xMnOx/CeO_(2))催化剂,并评估了催化剂在甲苯催化氧化反应中的性能。研究结果表明,引入MnOx能显著提高催化剂的甲苯氧化活性。特别是当Mn负载量为10%(10Mn/Ce)时,在气体空速为60000 mL/(g·h)的条件下,t90(甲苯转化率达到90%时的温度)仅为233℃,显示出最优的甲苯催化氧化活性。这一结果说明,适量加入MnOx能够显著提高催化剂的催化性能。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)、程序升温还原(H2-TPR)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,发现MnOx的加入在MnOx与CeO_(2)之间形成了界面效应,这显著改变了Mn/Ce催化剂的物理化学性质。由于界面效应的作用,不仅提高了10 Mn/Ce催化剂中Ce3+、Mn3+离子的浓度以及氧空位的浓度,而且还降低了催化剂表面Ce−O键强度,使得表面晶格氧更易于参与甲苯的催化氧化,提升了催化剂的氧化还原性能,从而促进了甲苯的催化氧化。本研究不仅成功制备了具有优异甲苯氧化活性的Mn/Ce催化剂,而且揭示了其背后的界面效应机制,为VOCs高效氧化催化剂设计与制备提供了简单有效的方法与思路。

基于氮氧自由基配体的锰和钴双核配合物的分子结构和磁性

合成了2个基于氮氧自由基配体且结构类似的双核配位化合物,其分子式分别为[Mn_(2)(hfac)_(4)(NIT-mo-pmy)_(2)](1)和[Co_(2)(hfac)_(4)(NIT-mo-pmy)_(2)](2),其中hfac=六氟乙酰丙酮,NIT-mo-pmy=2-(2-甲氧基-5’-嘧啶基)-4,4,5,5-四甲基咪唑啉基-3-氧-1-氧自由基。2个配合物均属于三斜晶系P1空间群,其双核配位单元进一步构筑为中心对称的平行四边形分子阵列。变温磁化率的测试表明,在2个配合物中,中心离子和氮氧自由基单元之间存在反铁磁交换作用。借助构效关系研究,分析了磁作用强度的差异。通过适当近似的磁化学模型,对Mn(Ⅱ)配合物的磁性行为进行了定量拟合,并与相关化合物磁作用强度进行了比对、分析。

锰铈钛纳米管复合催化剂低温SCR活性和抗SO2性能研究

本文采用溶胶凝胶法水热法相结合的方法制备TiO2纳米管(TiNTs)为载体MnOx-CeO2为活性组分的MnOx-CeO2/TiNTs催化剂(记作MnCe/TiNTs)用于NH3-SCR反应。结果表明,水热温度为150℃、水热时间为24 h是MnCe/TiNTs催化剂水热阶段的最佳工况。MnCe/TiNTs催化剂具有优异的低温活性和较宽的温度窗口,在150~350℃范围内NO脱除效率达95%以上。一方面,归因于TiNTs的大比表面积能促进催化剂活性组分在其内外壁面高度分散,提高催化剂氧化还原能力;另一方面,TiNTs的量子尺寸效应能使催化剂活性组分中更多原子由晶相内部暴露于表面,增加催化剂表面活性位点;此外,TiNTs的毛细作用能使反应物分子进入其管道内部,增强催化剂对反应物的捕获能力,促进NH3-SCR反应。

赤泥用于酸性含锰废水中锰的净化研究

采用还原焙烧-磁选预处理赤泥,得到非磁性物;非磁性物经煅烧、盐酸溶出后加入饱和偏铝酸钠聚合剂聚合后过滤、熟化制备聚合氯化铝(PAC)基液;使用该PAC基液,在沉降时间5 h、PAC基液与废水体积比1∶120、搅拌转速140 r/min、pH值8、反应温度30℃、聚丙烯酰胺(PAM)投加量20 mg/L条件下处理含锰酸性废水,处理后液中锰质量浓度由325.3 mg/L降至1.5 mg/L,锰去除率达99.5%,净化后液中锰质量浓度达到国家一级排放标准。

叶面喷施硫酸锰对魔芋生长及品质的影响

为探究外源施用锰元素对魔芋生长发育的影响,以‘鄂魔芋1号’为材料,在展叶期叶面喷施不同浓度硫酸锰,结果表明,叶面喷施浓度为0.10%~0.20%的硫酸锰不仅能够增加魔芋的叶柄长度、叶柄周长、叶面积、叶绿素含量;还能够提高魔芋品质和抗氧化能力,减轻环境胁迫对魔芋的影响。硫酸锰喷施浓度为0.10%时,其魔芋淀粉、可溶性糖及可溶性蛋白含量较对照组分别增长11.70%、20.45%、27.81%;硫酸锰喷施浓度为0.20%时,其魔芋淀粉、可溶性糖及可溶性蛋白含量较对照组分别增长10.94%、20.87%、27.81%。