锰矿酸浸压滤工艺和锰渣固结体浸出毒性研究

低品位碳酸锰矿制备高纯度硫酸锰工艺研究林清泉，刘有才1，王云秋，王嘉懿，徐景妍，葸汉霞，彭彬江（中南大学化学化工学院，湖南长沙410083）摘要：利用低品位碳酸锰矿和硫酸浸出反应，并除杂净化制备高纯度硫酸锰。

在液固比5∶1，硫酸浓度0.86mol/L，搅拌速度300r/min和反应时间80min的条件下，对锰矿浸出过程作了动力学研究。

结果表明该锰矿浸出过程基本符合由内扩散控制的未反应收缩核模型，并计算得到表观活化能E a为9.83 kJ/mol。

然后对温度70℃下锰浸出率为91.4%的浸出液进行了除杂净化处理。

在80℃条件下，先加入用量为理论值1.5倍的二氧化锰将Fe2+氧化成Fe3+，再控制pH值为5.0进行水解除铁，除铁率为96.38%，且除铁过程中锰损失率仅为4.98%。

用S.D.D除重金属时，控制溶液温度约为60℃，pH值为5.4~6.0范围，S.D.D加入量为理论值的1.2倍，反应60min，得到溶液中残留镍含量≤1.5ppm，除镍率达95.3%。

最后采用中温条件下蒸浓结晶法制备得到MnSO4·H2O含量为98%的硫酸锰产品。

关键词：碳酸锰矿；浸出；动力学；除铁；硫酸锰中图分类号：TQl37.1 文献标识码：AStudy on the technology of preparing pure manganese sulfate with low-grademanganese carbonate oresLIN Qingquan, LIU Youcai1, WANG Yunqiu, WANG Jiayi, XU Jingyan, XI Hanxia, PENGBinjiang(College of chemistry and chemical engineering, Central South University, Changsha 410083, Hunan, China)Abstract:By using low grade manganese carbonate ores to react with sulfuric acid, manganese sulfate was pepared after purifying the leaching solution.Under the conditions of liquid-to-solid ratio of 5:1, sulfuric acid concentration of 0.86 mol/L, agitation rate of 150 r/min and reaction time of 80 min, the kinetics of leaching manganese was investigated. As a result, the leaching process followed mainly the internal diffusion-controlled shrinking core model, and the apparent activation energy (E a) was calculated to be 9.83 kJ/mol. Then, the leaching solution, which was obained by extracting 91.4% from mangnese ores at 70℃, was subjected to purification treatment. Firstly, adding manganese dioxide dosage of 1.5 times of the theoretical value to the lixivium, Fe2+ was oxidized to Fe3+. Then Fe3+ was removed through hydrolysis. At the pH value of 5.0, the iron-removal efficiency was 96.38%, and the loss ratio of manganese in iron-removal was merely 4.98%. Sodium Dimethyl Dithio Carbamate (S.D.D) was used to precipitate the heavy metals. Under the conditions of that the temperature was about 60℃, the pH value was 5.4~6.0, and the dosage of S.D.D was 1.2 times of the theoretical value, the retained Ni2+ content in the purified solution could reach less than 15ppm and the efficiency of removing Ni2+was 95.3%. Finally, crystallization was carried out under the conditions of 95℃and four hours, purity of product could reach 98%.Key words: manganese carbonate ores; leaching; kinetic; iron-removal; manganese sulfate1通讯作者：刘有才，男，博士，副教授，主要研究方向：湿法冶金及资源加工。

第３８卷第６期２０２０年１２月中　国　锰　业ＣＨＩＮＡ′ＳＭＡＮＧＡＮＥＳＥＩＮＤＵＳＴＲＹＶｏｌ．３８Ｎｏ．６　Ｄｅｃ．２０２０收稿日期：２０２０－０８－２９作者简介：徐金荣（１９８９－），男，广西玉林人，工程师，从事有色金属矿山的建设和管理、矿石的加工和利用。

Ｅ ｍａｉｌ：１０３６０９２８１１＠ｑｑ．ｃｏｍ。

电解锰渣无害化处理技术及资源化利用研究进展徐金荣（中信大锰矿业有限责任公司，广西南宁　５３００２９）摘　要：电解锰渣是电解锰采用湿法冶炼生产过程中产生的浸酸压滤渣。

随着我国电解锰产量的不断提高和原矿品位的下降，锰渣堆存量直线上升。

一方面，锰渣中含有多种污染物，对地表水以及土壤、地下水体具有巨大的污染性；另一方面，渣坝的高势能也成为溃坝灾害的重要隐患。

电解锰渣的优化处理越来越成为锰矿企业安全生产和可持续发展的重大考验。

基于当前电解锰渣在无害化处理和资源化利用的研究现状，总结了各处理方法的优越点，并将电解锰渣资源化利用研究与等发展应用前景相结合，探索锰渣在高效率无害化处理、有机化肥制备、新材料制备等研究方向，实现环保型、经济型的锰渣无害化处理及其资源化利用。

关键词：电解锰渣；无害化处理；资源化利用中图分类号：Ｘ７８１．１ 文献标识码：Ａ　ｄｏｉ：１０．１４１０１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１００２－４３３６．２０２０．０６．００２０　前　言当前，我国电解金属锰（以下简称：电解锰）以湿法冶炼的方法进行生产为主，其主要生产流程包括用锰矿石经酸浸获得锰盐，再经过电解槽电解析出得到纯的锰金属。

电解锰渣则是电解锰采用湿法冶炼生产过程中产生的浸酸压滤渣。

据统计，作为全球最大的电解锰生产国和消费国，同时也是电解锰最大出口国，２０１８年中国大陆存电解锰厂家达４９家，产能达到了２２６万ｔ，年产量达到了１４９万ｔ，占全球总产量的９７％［１］（见表１）。

根据当前的技术条件，每生产１ｔ电解锰约产生电解锰渣８～１６ｔ，据统计，我国已堆存电解锰渣量或超过１亿ｔ，每年新增量也超过１０００万ｔ［２ ３］；随着碳酸锰原矿石品位的下降，电解锰渣的排放量也会不断增大。

电解锰硫化渣浸出低品位软锰矿的研究一、研究目的和意义电解锰硫化渣是化工冶金工业中的一种副产物，其主要成分为氧化锰和硫化锰，其品位通常较低，矿石中所含的锰资源不能得到充分利用。

因此，对电解锰硫化渣进行浸出处理，提高锰的浸出率，可以使锰资源得到更好的利用，提高软锰矿的品位，降低矿石的冶炼成本。

同时，研究电解锰硫化渣浸出低品位软锰矿的工艺，为开发和利用这一废弃资源提供了科学依据。

二、浸出过程的机理分析1.化学浸出：化学浸出通过添加浸出剂，直接溶解目标物质，可以有效提高锰的浸出率。

常用的浸出剂包括硫酸、硝酸、酸性氯化锰等。

通过合理选择浸出剂，优化浸出条件，可以使锰的浸出率得到提高，提高矿石的综合利用率。

2.生物浸出：生物浸出利用微生物的代谢活动溶解矿石中的金属物质。

在电解锰硫化渣浸出低品位软锰矿的研究中，可以选用耐酸的微生物菌种，通过优化培养条件和浸出条件，提高软锰矿的品位。

3.细菌浸出：细菌浸出是一种特殊的生物浸出方法，通过特定种类的细菌，利用其代谢活动将锰锌等金属物质从矿石中溶解出来。

在电解锰硫化渣浸出低品位软锰矿的研究中，可以选择能够溶解锰的细菌，进行浸出处理。

通过优化培养条件和浸出条件，可以提高锰的浸出率，提高软锰矿的品位。

三、浸出工艺的优化在电解锰硫化渣浸出低品位软锰矿的研究中，需要对浸出工艺进行优化，以提高浸出效果和降低成本。

具体优化方法如下：1.优化浸出剂的选择：根据电解锰硫化渣中所含的成分特点，选择合适的浸出剂，如硫酸、硝酸等，提高浸出剂的使用效果。

2.优化浸出条件：包括浸出剂浓度、浸出时间、浸出温度等。

通过实验研究，找出合适的浸出条件，提高软锰矿的品位。

3.优化生物浸出条件：对于采用生物浸出方法的电解锰硫化渣浸出低品位软锰矿研究，需要优化微生物的培养条件，包括培养基成分、温度、PH值等，以提高生物浸出效果。

4.优化细菌浸出条件：对于采用细菌浸出方法的电解锰硫化渣浸出低品位软锰矿研究，需要优化细菌的培养条件，包括培养基成分、培养时间、温度等，以提高细菌浸出效果。

中国西南地区电解锰渣特性分析及影响因素研究高红;何莉莉;岳波;孟棒棒;闫敏婕;梁宇廷【期刊名称】《安全与环境学报》【年(卷),期】2024(24)1【摘要】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。

【总页数】10页(P280-289)【作者】高红;何莉莉;岳波;孟棒棒;闫敏婕;梁宇廷【作者单位】昆明理工大学建筑工程学院;中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所【正文语种】中文【中图分类】X705【相关文献】1.电解锰渣固结体中重金属浸出毒性及其在模拟酸雨下的淋溶特性分析2.不同堆存时间电解锰渣的理化特性分析3.典型区域电解锰渣的特性、环境风险及资源化利用前景分析4.一株锰氧化细菌AL-6与柚子皮生物炭耦合修复电解锰渣场污染地下水特性研究5.优势菌种浸取电解锰渣中锰的影响因素研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

甘蔗渣焙烧还原软锰矿—硫酸浸出锰的工艺研究还原焙烧-酸浸出法是目前处理软锰矿的主要方法,传统的还原焙烧-酸浸出法主要以煤作为还原剂,但是该法存在高能耗、环境污染等问题。

因此,开发一种相对低能耗、无环境污染、还原效率高的新工艺代替传统焙烧工艺具有重要的经济效益和社会效益。

甘蔗渣是制糖工业的一种主要副产品,其廉价易得,同时甘蔗渣也是一种可再生的生物质能源,其H/C比煤高,理论上可以作为焙烧还原剂。

本实验用甘蔗渣作为还原剂焙烧还原软锰矿,研究了其焙烧-浸出工艺、焙烧还原反应机理及焙烧还原反应动力学。

在焙烧-浸出工艺的研究中,单因素实验结果表明,焙烧因素对锰的转化率影响显著,而浸出因素对锰转化率影响不显著。

在单因素的基础上利用响应面法优化焙烧工艺,响应面实验结果表明,焙烧温度及配料比的-次项、二次项对锰的浸出率均具有显著影响,而焙烧时间的一次项影响相对较小,其二次项几乎无影响,然而焙烧时间与焙烧温度的交互作用影响显著,其它交互作用不明显。

响应面法优化设计模型与实验数据拟合良好,其决定系数R2为0.9729。

模型拟合所得最优的操作条件为：矿渣的配料比为10：0.9,焙烧温度450℃,焙烧时间为30min,液固比为5：l,硫酸浓度为3mo1.L-1,浸出温度为50℃,浸出时间为40min以及搅拌速率为100r-min-’。

在此条件下,锰的浸出率可达98.18%。

在焙烧还原机理的研究中,通过应用TG-FTIR与Py-GC/MS法对焙烧还原过程进行研究，两者的数据分析都表明：甘蔗渣的裂产生的烃类、醇类、醛类和酸类等物质在焙烧还原软锰矿中起关键的作用。

焙烧还原反应的DSC曲线表明甘蔗渣焙烧还原软锰矿的反应主要发生在350℃～550℃温度区域,根据DSC曲线两个吸热峰把反应划分为两个反应区域,应用ABSW法求取这两反应区域的动力学参数为：在350℃～470℃区域,其反应机理属相界面反应控制过程,对应的反应模型为方程f(α)=(1-α)2,活化能E=90.965KJ·mol-’；在470℃～550℃区域,其反应机理属扩散控制过程,对应的反应模型为二维Jander方程f(α)=3/2(1-α)2/3[1-(1-α1/3)]-,活化能E=122.423KJ.mol-1。

硫酸锰废渣特性及综合利用研究
徐东慧;陈志宾;蔡固平
【期刊名称】《湖南有色金属》
【年(卷),期】2005(021)001
【摘要】长沙市黄兴镇13家硫酸锰厂的生产废渣使当地的生态环境遭受到了严重破坏.文章利用地下水污染物运移模型模拟了堆渣场周围污染物的扩散规律;在废渣浸出毒性试验和废渣的全分析基础上,全面地研究了废渣的组成及浸出毒性大小.研究证明,废渣将会对该地区造成长时间、大范围的污染.渣中重金属锰含量高达138800mg/kg.按国家规定的危险废物鉴别标准作浸出毒性试验,浸出浓度超过了<污水综合排放标准>,其衰减可用负指数方程来描述.试验室基础上证明废渣可被用作低浓度二氧化硫的吸收剂生成硫酸锰,是废渣综合利用的较好方向.
【总页数】4页(P32-35)
【作者】徐东慧;陈志宾;蔡固平
【作者单位】长沙市环境科学研究所,湖南,长沙,410005;长沙市环境监测中心站,湖南,长沙,410001;长沙市环境科学研究所,湖南,长沙,410005
【正文语种】中文
【中图分类】X705
【相关文献】
1.桃浦站危险品货运废渣污染特性分析及处置利用研究 [J], 尹守迁
2.HPF法脱硫废渣综合利用研究 [J], 张卫华;何正端;胡丽娟;韩学锐;韩东亮;陈惜明
3.油页岩废渣综合利用研究进展 [J], 吴凯;王雪峰;林国梁;李遵恩
4.焦化生产工艺废渣的综合利用研究 [J], 郑凯元
5.脱硫废渣综合利用研究 [J], 朱斌鹏
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浸出毒性实验一实验目的1．了解市政污泥脱水泥饼处理工艺及浸出毒性的实验方法。

2．掌握泥饼中重金属的固化机理。

二实验原理污泥中含有大量的重金属，包括生物毒性显著的Cr、Cd、Pb、Hg以及类金属As，以及具有毒性的重金属Zn、Cu、Co、Ni、Sn、V等。

其中Cr、Cd、Pb、Cu、Hg、As、Be、Ni、Tl被列入“中国环境优先污染物黑名单”。

它们会对人体和环境造成严重危害。

表1-1列出了污泥中重金属的来源及危害。

表1 污泥中重金属的来源及对人体的危害种类来源对人体的危害Cr 含铬矿石加工、重金属表面处理、皮革、印刷、耐火材料等六价铬有强氧化作用，会引发慢性中毒三价铬毒性小，但更易被吸收和蓄积Cd 电镀、颜料、塑料、合金、电池业等刺激呼吸道，损伤肾脏，能长期潜伏Pb 蓄电池、冶金、机械、涂料、电镀等“三致”，积累性伤害，有机铅毒性更大Zn 有色金属冶炼等急性中毒为主，血压升高、气促、休克等Cu 有色金属冶炼、能源、化工等急性胃肠炎，发热、高烧，特别是硫酸铜Ni 镍矿开采冶炼等致癌，致敏，羧基镍毒性特别大Hg 工业汞原料、含汞农药等急性为肾脏损伤，慢性为肺炎、呼吸衰竭As 印刷合金、电镀废水等心血管、神经、呼吸等多种急慢性损伤城市污泥产量巨大，同时重金属在不同性质污泥中的成分、含量、形态分布不同，因此采用固化/稳定化方法处理污泥中的重金属是一种更为经济有效的方法[26]。

固化(Solidfication)是指添加固化剂于废弃物中，使其变为不可流动性或形成固体的过程，而不管废弃物与固化剂间是否产生化学结合[19]。

稳定化(Stabilization)是指将有害污染物转变成低溶解性、低毒性及低移动性的物质，以减少有害物潜力的技术。

实际工程中经常将重金属的固化/稳定化（Solidification/Stabilization，简称为S/S）结合起来使用。

目前常见的污泥固化技术主要包括：水泥固化、石灰固化、塑性材料固化、熔融固化、自胶结固化和大型包胶固化等。

压氧浸出提取低品位锰矿中的锰的实验研究及应用前景实验研究及应用前景一、引言低品位锰矿指的是锰含量较低的锰矿石，通常难以直接利用。

为了高效提取低品位锰矿中的锰，压氧浸出技术被广泛研究和应用。

本文将重点讨论压氧浸出提取低品位锰矿中锰的实验研究及其应用前景。

二、实验研究方法1.实验原料准备：收集低品位锰矿样品，并进行粉碎和筛分，得到符合要求的实验原料。

2.压氧浸出实验：将锰矿样品与浸出剂溶液（通常为硫酸、氯化亚砜、氯化铵等）进行混合，形成浸出体系。

调节浸出体系的pH值、温度、浸出剂浓度等参数，进行压氧浸出反应。

常用的反应设备包括高压釜、高压氧气浸出系统等。

3.浸出产物处理：将压氧浸出后得到的浸出液进行分离和处理。

通常包括固液分离、离心、滴定等步骤。

通过分离和处理步骤，得到含锰的溶液。

4.锰的分离和提纯：通过化学还原、溶剂萃取、离子交换等方法，对含锰的溶液进行分离和提纯。

最终得到高纯度的锰产品。

三、应用前景压氧浸出技术是目前提取低品位锰矿中锰的一种有效方法，具有以下几个优点和应用前景。

1.高效提取锰：压氧浸出技术能够在较短时间内实现低品位锰矿中锰的高效提取。

传统的提取方法，如酸浸出、煅烧等，需要更长的反应时间和高温条件，而压氧浸出技术能够在相对低温的条件下实现高效提取。

2.降低环境污染：压氧浸出技术使用的是低浓度的浸出剂，锰矿浸出液中含有的有害物质较少，能够有效降低对环境的污染。

3.资源利用率高：低品位锰矿通常含有其他有价值的金属元素，如铁、钼等。

压氧浸出技术能够同时提取多种金属元素，实现资源的综合利用。

4.应用前景广泛：锰是许多行业中重要的金属材料，广泛应用于冶金、化工、机械等领域。

通过压氧浸出技术提取低品位锰矿中的锰，有望满足不同行业对锰的需求，具有广阔的应用前景。

总结起来，压氧浸出技术作为一种高效、环保的锰提取方法，对于低品位锰矿的开发利用具有重要意义。

尽管目前该技术仍存在一些问题，如操作成本较高、设备复杂等，但相信随着技术进步和研究的深入，这些问题将逐步解决，压氧浸出技术将在锰矿资源开发领域发挥更重要的作用。