【摘 要】
：
利用菱锰矿酸性浸出得到的硫酸锰溶液经过除杂后,可用来生产电解锰（EM）和电解二氧化锰（EMD）,但近年来,菱锰矿锰品位在不断下降,进行工业利用的成本也随之上升,因而,利用软锰矿来生产EM和EMD也成为业界趋势。针对软锰矿-黄铁矿湿法还原浸出反应存在锰浸出率低、硫转化困难的问题,较多研究者提出利用化工过程强化技术促进锰浸出、硫转化。基于此思路,本文以广西某地的软锰矿和黄铁矿为研究试样,以微波作为过程
【基金项目】
：
国家自然科学基金-云南省联合基金（U1802255）
论文部分内容阅读
利用菱锰矿酸性浸出得到的硫酸锰溶液经过除杂后,可用来生产电解锰（EM）和电解二氧化锰（EMD）,但近年来,菱锰矿锰品位在不断下降,进行工业利用的成本也随之上升,因而,利用软锰矿来生产EM和EMD也成为业界趋势。针对软锰矿-黄铁矿湿法还原浸出反应存在锰浸出率低、硫转化困难的问题,较多研究者提出利用化工过程强化技术促进锰浸出、硫转化。基于此思路,本文以广西某地的软锰矿和黄铁矿为研究试样,以微波作为过程强化手段,研究软锰矿湿法还原浸出行为及动力学机制,通过浸出动力学行为描述和元素迁移规律的分析,证明微波在两矿法中的强化作用,得到的结论如下:①基于微波非常规加热、体积加热、选择性加热特性,研究微波强化软锰矿湿法还原浸出行为,得到最佳反应参数。在反应温度为363 K,初始硫酸浓度为1.6 mol/L,黄铁矿与软锰矿质量比为0.25,液固比为10,微波功率为540W,浸出时间为3 h,得到95.73%的锰浸出率。相同条件下,采用常规加热的锰浸出率为80.52%,微波浸出比常规加热浸出的锰浸出率提高15.21%。通过响应曲面分析,确定各因素对锰浸出率的影响顺序为:浸出时间>反应温度>微波功率>两矿质量比>初始硫酸浓度>液固比。②动力学研究表明,微波强化软锰矿湿法浸出反应由两个速率控制步骤决定,在浸出第一阶段（t=0～100 min）由化学反应控制,表观活化能为30.95 kJ/mol,表观速率方程为:1-（1-r）1/3=46.71[H2SO4]0.3402[mFeS2/mMnO2]0.7154[VL/MS]0.7821 exp（-30950/RT）·t在浸出第二阶段（t=100～180 min）由穿过产物层扩散控制决定,表观活化能为21.59 kJ/mol,表观速率方程为:1-3（1-r/1-r1）2/3+2（1-（1-r1）（r-r1）1/3）=387000[H2SO4]0.6093[mFeS2/mMnO2]1.4498[VL/MS]1.2043exp（-21590/RT）·t常规加热浸出软锰矿是由表面化学反应控制,表观活化能为39.93 kJ/mol,微波浸出方式下的表观活化能相比常规加热浸出降低8.98～18.34 kJ/mol。③利用圆柱腔微扰法测定浸出反应固液混合体系的总介电常数ε’和介电损耗因子ε",其中ε’保持在35 F/M左右,ε"保持在2.8 F/M左右,这表明反应系统吸波性能较强,将微波能转化为热能的能力处于较高水平。微波促进了硫、铁、锰等元素的迁移与转化。微波浸出渣中的元素硫几乎以SO42-、SO32-的形式存在;元素铁在两矿加酸法中扮演电子桥梁的作用;锰的迁移路径为:MnO2→Mn2O3→Mn3O4→Mn2+。微波浸出渣表面光滑,常规加热浸出渣表面有明显微小颗粒附着物。④机理分析表明,微波通过在矿物颗粒表面形成裂纹,增大浸出剂与矿物内部物质的接触面积,从而提高锰浸出率。计算表明,在1.6mol/L的硫酸体系中,φ（?）（Fe3+/Fe2+）=0.771V,φ（?）（MnO2/Mn2+）=1.248V,MnO2比Fe3+具有更强的氧化性,更有能力实现将硫元素的氧化为高价态形式。
其他文献
现代梁柱式木结构主要采用现代胶合木制作梁柱等基本构件,通过金属连接件连接节点。该结构体系具有绿色环保、传力路径明确、结构性能可靠、空间布置灵活等优点,可充分利用现代胶合木和金属连接件的特点,提高材料的利用率,并实现构件和节点的工业化生产和装配化施工,符合我国建筑工业化和绿色建筑发展的需要,在住宅、会馆、新城镇建设和特色小镇建设、旅游度假、园林景观等低层和多高层建筑中得到了广泛应用。现代梁柱式木结构
在汽车等领域的轻量化研究中,铝合金有着巨大的潜力和优势。焊接是铝合金常用的材料连接技术之一,但是由于铝合金的表面易氧化、线膨胀系数大等缺点,焊接接头的性能还有待提高。在铝合金中复合添加Sc、Zr进行微合金化,是提高其焊接性能的一个非常有效的方法。对此,本文向Al-Mg合金中添加微量的Sc、Zr,通过熔化极惰性气体保护焊（MIG焊）和搅拌摩擦焊（FSW焊）两种焊接方式,探究Sc、Zr的复合添加对MI
电流是电力系统重要的可观状态参量之一,暂态电流包括波形、频率、幅值等信息参数,是反映电力系统扰动及故障过程的重要信息,对暂态电流进行实时观测是电网暂态信息获取、事故溯源的重要需求。传统电流互感器由于其自身缺陷,目前存在诸多问题,如绝缘成本高、测量范围小、动态响应慢、易磁饱和、频带窄、无法测量高次谐波等,严重影响了暂态电流数据的实时准确获取。因此,研究具有宽频、高幅值特性的非接触式暂态电流传感器可以
随着汽车保有量的逐渐增多,全球交通事故的发生数一直居高不下,其中30%是由于驾驶员非正常驾驶所导致的,比如疲劳驾驶,分心驾驶等行为,而且这一比例在重大交通事故中更是急剧增大。在自动驾驶技术还无法大规模普及的今天,优先发展辅助驾驶是必然趋势,所以展开对驾驶员监控系统（Driver Monitoring System,简称DMS）的研究可以有效避免或者减少交通事故的发生,对保护驾驶员和乘员的生命安全有
在我国城市化水平日益提高的背景下,大跨度、大空间建筑逐渐成为城市化程度的代表。在大型建筑中,单层索网点支式玻璃幕墙结构是一种以拉索为主要受力构件的预应力柔性体系,通过事先给幕墙拉索进行预张拉,从而形成足够的刚度来承受外力作用,所以拉索无疑是大型建筑最为重要的构件之一。预应力拉索的索力对于结构的安全和稳定性至关重要,拉索的受力状态直接影响着结构整体的工作状态,所以对预应力拉索的研究工作尤为重要。基于
随着全国垃圾分类政策的推进,易腐垃圾的处理处置问题日益突出,而填埋、焚烧、厌氧消化、好氧堆肥等传统处理处置技术存在资源化利用程度低、运行成本高、二次污染控制成本高等问题,均存在一定局限性。热解碳化技术作为一种高效便捷的易腐垃圾处理工艺,可以实现易腐垃圾的减量化、无害化、资源化。目前针对易腐垃圾热解碳化的研究主要集中在热解机理及产物特性方向,缺乏生产性试验的模拟和评价。本文以易腐垃圾热解碳化工业化生
山地建筑因其独特的环境协调能力在我国西部地区得到了非常广泛的应用。但因基础的不等高接地特点导致了其力学特性与普通结构有所不同,当将框架-剪力墙结构体系应用到山地环境中时,采用怎样的计算方法对结构进行体系界定将直接关系到建筑的经济性与安全性,此前还未对这个问题展开研究,已经正式颁布实施的《山地建筑结构设计标准》也仅仅是基于经验上的判断给出了一种建议办法,缺少相应的理论支撑。因此本文以山地掉层框剪结构
随着我国城镇化进程的加快,城市人口急剧增多,环境恶化、土地稀缺已经成为了现代各大型城市需要共同面对的棘手问题,尤其是在土地资源有限却最具活力的城市中心区。城市建设对土地需求的不断增加,迫使土地呈现出高强度的开发趋势。随着工业化、城市化进程不断加快,地下空间规模迅速扩大,目前我国地下空间建设量年均增速达20%,到目前为止地下空间的规划建设量已经完成了近60%。而加强城市地上公共空间和地下公共空间的竖
工程水泥基复合材料（ECC）是基于断裂力学和微观力学基本原理进行系统设计、可运用于土木工程领域的一种新型纤维增强水泥基复合材料。当ECC受拉时,可以展现出明显的拉伸应变-硬化性能和多缝开裂特征,对于结构的安全可靠性十分有利。为保证ECC在工程运用中更好地发挥优越性能,其与钢筋之间必须拥有可靠的粘结和锚固。因此,ECC与钢筋之间粘结性能的研究尤为重要。现有关于ECC与钢筋粘结性能的研究多数围绕单纤维
自然界中,有许多自然灾害,如地震、台风等,这些灾害严重威胁着结构的安全,所以在结构设计中,往往希望能够预测出结构在不同强度的灾害下的失效概率,并以此来指导结构的安全设计。这些灾害通常具备随机的特性,如地震、风、波浪等,荷载的随机性往往会使得结构的行为呈现出随机性,表现为随机的时间函数,而结构本身也存在着复杂的随机性,二者之间的随机性相互作用,会使得结构表现出更为复杂的行为,因此研究结构随机振动下的