錳冶金工藝
『壹』 冶煉金屬錳採用什麼方法
金屬錳的生產採用 電熱法 、 電解法 和 鋁熱法 。三種方法各有特點:電熱法工藝流程長,操作比較復雜;鋁熱法必須以優質錳礦作原料,且耗鋁多,成本高;電解法則可用貧錳礦作原料獲得高純度的產品,得到廣泛應用。 鋁熱法 該法採用MnO2、MnO3、Mn3O4和MnO作原料,進行還原反應獲得金屬錳。以MnO作原料時,熱量不夠,需要補充熱量;而MnO2用作原料時,反應又過於激烈,不易控制。用Mn2O3和Mn3O4作原料,能釋放足夠的熱量,且易於控制。冶煉時要用含雜質低的氧化錳礦,磨細後與約為理論需要量的鋁粒和相當於10%-20%鋁量的石灰混合均勻後,用上部點火法冶煉。所得金屬錳產品含錳93%-96%,甚至更高,錳含量也因原料而異。 電熱法 先用錳礦配加少量焦炭在電爐中進行控制還原,煉得低鐵、低錳的富錳渣(Mn>45%,P<0.03%,Fe<0.80%)。富錳渣用木炭作還原劑,煉出低磷碳素錳鐵,再加硅石、木炭,煉得高硅錳硅合金(Si>30%)。最後用高硅錳硅合金和富錳渣配加石灰,在電弧爐內進行脫硅精煉,得到含錳93%-96%的金屬錳。 電解法 生產金屬錳採用硫酸錳水溶液電解法。雖然錳的電解電動勢達-1.05V,但由於氫在金屬錳上的過電壓,錳仍然可從中性溶液析出到固體陰極上。電解的重要條件是溶液中不含其他金屬雜質,所以硫酸錳溶液必須在電解前充分凈化。此外在陽極上有:Mn2++2H2O-2e&rarrMnO2+4H+反應產生MnO2,所以必須採用隔膜電解槽。 採用菱錳礦作原料時,可直接溶解於稀硫酸。如用氧化錳礦則須先經還原焙燒,把錳轉化為可溶的MnO。浸出一般利用電解後的陽極液,並配加硫酸,調節pH到2.5左右。浸出液經澄清過濾後用氨水、MnO2(可用陽極泥)或石灰乳中和到pH為6.5,沉澱出氫氧化鐵、氫氧化鋁、二氧化硅、砷、鉬和鎳等雜質。濾液加硫化銨〔(NH4)2S〕或硫化氫(H2S),將剩餘的微量鐵、砷、銅、鋅、鎳等再沉澱除去。同時加入少量硫酸亞鐵(FeSO4)除去膠體及硫化物。凈化液經貯液槽導入電解槽。在貯液槽及輸送管道上引入SO2約0.1g/L以防止氧化。 電解槽用不銹鋼作陰極,用鉛板(一般含Agl%)作陽極。電解液經陰極室通過隔膜流入陽極室。帶有MnO2的陽極液從槽底流出。操作電壓約5V,陰極電流密度450-500A/m2,溫度控制在34-40g/L,電流效率50%-60%。入槽電解液濃度135-140g/L(NH4)2SO4,30%-40%g/L錳,pH為8.1-8.4。離槽電解液一般含錳3g/L左右,H2SO425-40g/L。從陰極取下的產品為2-3mm的碎片,含錳99.9%以上。電解錳可直接作合金添加劑使用,也可以使之在氮氣流中加熱到1000℃,得到含氮6%-7%的錳,用於煉高氮鋼;還可以與鋁壓製成錳鋁塊,用於製造鋁合金。
希望採納
『貳』 冶煉金屬錳用什麼方法
高中書本曾推薦鋁熱法冶煉 Mn
因為Mn是一種熔點比較高的金屬
4Al +3 MnO2 ===高溫==2Al2O3 + 3Mn
『叄』 金屬錳的冶煉工藝
1.錳鐵是以錳礦石為原料.在高爐或電爐中熔煉而成的.錳鐵也是鋼中常用的脫氧劑,錳還有脫硫和減少硫的有害影響的作用.因而在各種鋼和鑄鐵中,幾乎都含有一定數量的錳.錳鐵還作為重要的合金劑.廣泛地用於結構鋼.工具鋼、不銹耐熱鋼.耐磨鋼等合金鋼中. 2.錳鐵:錳和鐵組成的鐵合金.主要分類:高碳錳鐵(含碳為7%)、中碳錳鐵(含碳1.1.5%)、低碳錳鐵(含碳0.5%)、金屬錳、鏡鐵、硅錳合金. 在煉鋼中,用作脫氧劑和合金添加劑,是用量最多的鐵合金.冶煉錳鐵用的錳礦一般要求 錳鐵含錳30~40%,錳鐵比大於7,磷錳比小於0.003.冶煉前,碳酸錳礦要先經焙燒,粉礦需經燒結造塊.含鐵含磷高的礦石一般只能搭配使用,或通過選擇性還原煉得低鐵低磷的富錳渣.冶煉時用焦炭作還原劑,某些廠也配用瘦煤或無煙煤.輔助原料主要為石灰,冶煉錳硅合金時一般要配加硅石. 碳素錳鐵國際上一般標准為含錳75~80%,中國為適應錳礦品位低的原料條件,規定了含錳較低的牌號(電爐錳鐵含錳65%以上,高碳錳鐵含錳50%以上).冶煉碳素錳鐵過去主要用高爐,隨著電力工業的發展,用電爐的逐漸增多. 3. 錳鐵的用途 1)、微碳錳鐵的用途及特點 該產品不但適用於低碳合金結構鋼,尤其適用於高質量的品種鋼,而且不用改變原有的煉鋼工藝,能優化合金,改善鋼的內在質量,降低煉鋼合金成本,具有明顯的經濟效益. 2)、低碳錳鐵、中碳錳鐵的用途:該產品是生產不銹鋼、高溫耐熱鋼、結構鋼、工具鋼等特種鋼和電焊條的主要原料. 低碳錳鐵(粉)性狀及用途:灰黑色不規則粉末或塊狀,主要應用於焊材行業牌號化學成份%備注: 粒度為-60、-80、-200目等規格 MnCSiPS ⅠⅡⅠⅡ 大於不大於 FeMn85aC1.085.01.01.00.100.02 FeMn80aC1.580.01.50.71.50.200.300.02 FeMn78aC1.578.01.51.52.50.200.330.03 FeMn75aC1.575.01.51.52.50.200.330.03 錳鐵黑可用於卷鋼塗料、高性能的工業用漆以及耐熱的工程塑料.它是一種優良的太陽能吸收劑,可用於製作太陽能收集器用的塗層.因含有錳,對橡膠有損害,故不能用於橡膠.同時因含錳和鐵,對某些塑料有脆化作用. 物化性質:是鐵和錳的氧化物,其實際組成隨配比的不同而異.顏料的密度5.6.0g/cm3,吸油量46%,有遮蓋力,其著色力是這類顏料中較高的,有優越的耐候性、耐高溫性和耐化學品性.
『肆』 錳鐵的冶煉方法
錳鐵的還原冶煉有熔劑法(又稱低錳渣法)和無熔劑法(高錳渣法)兩種。熔劑法原理與高爐冶煉相同,只是以電能代替加熱用的焦炭。通過配加石灰形成高鹼度爐渣(CaO/SiO2為1.3~1.6)以減少錳的損失。無熔劑法冶煉不加石灰,形成鹼度較低(CaO/SiO2小於 1.0)、含錳較高的低鐵低磷富錳渣。此法渣量少,可降低電耗,且因渣溫較低可減輕錳的蒸發損失,同時副產品富錳渣(含錳25~40%)可作冶煉錳硅合金的原料,取得較高的錳的綜合回收率(90%以上)。現代工業生產大多採用無熔劑法冶煉碳素錳鐵,並與錳硅合金和中、低碳錳鐵的冶煉組成聯合生產流程見圖。
電爐精煉
中、低碳錳鐵一般用1500~6000千伏安電爐進行脫硅精煉,以錳硅、富錳礦和石灰為原料,
其反應為: MnSi+2MnO+2CaO─→3Mn+2CaO·SiO2
採用高鹼度渣可使爐渣含錳降低,減少由棄渣造成的錳損失。聯合生產中採用較低的渣鹼度(CaO/SiO2小於1.3)操作,所得含錳較高(20~30%)的渣用於冶煉錳硅合金。爐料預熱或裝入液態錳硅合金有助於縮短冶煉時間、降低電耗。精煉電耗一般在1000千瓦·時左右。中、低碳錳鐵也用熱兌法,通過液態錳硅合金和錳礦石、石灰熔體的相互熱兌進行生產。
吹氧精煉
用純氧吹煉液態碳素錳鐵或錳硅合金可煉得中、低碳錳鐵。此法經過多年試驗研究,於1976年進入工業規模生產。摘自《全球鐵合金網全球鐵合金網全球鐵合金網全球鐵合金網》
『伍』 硅錳合金生產配方
主要成分是硅和錳.
硅的穩定性很強,呈灰黑色,有金屬光澤,硬而脆,熔點很高(1410℃),是良好的半導體材料.錳是灰白色的金屬,硬而脆,熔點1244℃,沸點2097℃,具有脫氧、脫硫及調節作用(如阻止鋼的粒緣碳化物的形成),還能增加鋼材的強度、韌性、可淬性.兩者融合在一塊既有硅的性質也有錳的性質.
硅錳渣是冶煉硅錳合金時產生的固體廢渣,由於冶煉工藝的顯著,這些硅錳渣中或多或少含有一定量的硅錳合金顆粒。
可以用硅錳渣處理生產線。
硅錳渣處理生產線作用:
對硅錳冶煉渣進行處理和回收的生產線,國內的硅錳渣生產線主要作用在於從硅錳冶煉渣中回收可利用的硅錳合金,由於冶煉工藝的限制,硅錳冶煉渣中含有一定量的硅錳合金,回收這些硅錳合金可以產生可觀的經濟效益,因此硅錳渣處理生產線應運而生。益工對硅錳冶煉渣的處理和回收有非常豐富的經驗,在此為大家介紹一下硅錳渣處理生產線盒硅錳渣回收硅錳合金的工藝流程。
硅錳渣分為干渣和水渣,其處理方法大致相同,但有細微差別,硅錳渣干渣粒度較大,硅錳合金含量較高,硅錳合金呈粗細不均勻嵌布在冶煉渣中,需要經過兩級破碎才能使硅錳合金單體解離,硅錳渣水渣粒度較小,大多為砂狀,有個別小塊狀,硅錳合金含量較低,經過一級細碎即可完全單體解離。
無論是硅錳渣干渣還是水渣,硅錳合金和廢渣單體解離後都採用重選的方法即可回收其中的硅錳合金金屬顆粒。區別就在於干渣和水渣的破碎流程有細微差別。
『陸』 錳的火法冶金與錳鐵合金的生產,這是生產鐵的關鍵步驟嗎求大蝦解釋...
這是生產鐵的關鍵步驟嗎?你的問題很不清楚啊
錳鐵是練鋼的添加劑必須要加的
真是不明白你的問題什麼意思!?
『柒』 電解錳的生產方法
電解錳的生產方法:
1、電解槽陽極液與98%濃硫酸依次通入化合槽中,用投料車加入碳酸錳粉,反應接近終點時(通過余硫酸檢測指示,8~9g∕L),加入一氧化錳(由二氧化錳還原焙燒制備),反應接近終點時(余酸2~3g∕L)投入二氧化錳(陽極泥)氧化低價鐵,加入液氨調節pH值至3.8~4.2使鐵以Fe(OH)3的形式析出。以上步驟均在化合槽中進行。
2、然後將浸出液送至壓濾車間,經板框壓濾機壓濾,濾液進入沉澱池。加入福美鈉(C3H6NS2Na·2H2O)使濾液中的Co、Ni等重金屬以螯合物的形式析出,試紙檢測無重金屬後,經板框壓濾得到精濾液。
3、精濾液溫度一般在80℃左右,而電解的適宜溫度在38℃~42℃之間,需要降溫處理。在靜置池中自然降溫,電解時錳析出時容易被氧化,需先在靜置池加入二氧化硒2~3kg/t產品作為抗氧化劑,靜置調整過程一般為24h,得到合格的電解液。
4、然後將合格液送人電解槽電解,電解槽陰極板析出純度在99. 9%的金屬錳片,經鈍化、洗滌、烘乾、剝離後即得到產品。
5、電解槽用隔膜袋將電解液與陽極液分開,陽極液中含有大量的Mn、(NH4)2SO4及H2SO4,回用到浸出工序。陽極產生陽極泥(90%以上為MnO2)。完成了電解錳的生產過程。
知識點延伸:
電解錳能得到一種非常重要的化工原料,廣泛應用於鋼鐵、有色金屬、化工、醫葯、食品和科研等方面。
『捌』 高中化學+冶煉錳的方法
1、鋁還原法利用鋁作還原劑,利用還原氧化錳釋放的化學熱進行冶煉的一種版生產金屬錳方法權。
由於鋁還原法不能除去雜質,需要高純度的軟錳礦(MNO2)甚至電解二氧化錳做原料可得到純度885-92%的低牌號金屬錳。
成本高,反應激烈,設備及工工藝簡單,雜質多,很少採用鋁還原法生產金屬錳。
2、電硅法
電硅法生產電解金屬錳得到廣泛應用。特點生產成本低,然而與電解法相比對錳礦品位要求高,獲得金屬錳純度不高,含錳為94-98%。
國外電硅法使用高品位錳礦(48%-50%),高硅硅錳(SI/MN=30:64)生產金屬錳。
我國缺乏優質錳礦:第一步用錳礦石冶煉成低磷低鐵富錳渣;第二步用富錳渣冶煉成高硅硅錳合金;第三步用富錳渣做原料,高硅硅錳合金作還原劑,石灰做熔劑煉成金屬錳。
『玖』 硫酸錳生產工藝
給你一篇論文吧,還有幾篇,想要聯系我
兩礦法浸出低品位軟錳礦的工藝研究
賀周初, 彭愛國, 鄭賢福, 余長艷, 劉昱霖
X
(湖南化工研究院功能材料所,湖南長沙 410007)
摘 要:介紹了兩礦法浸出低品位軟錳礦的原理及工藝條件,在一定的工藝條件下,以硫鐵
礦作還原劑,用硫酸直接浸出Mn 含量為25 %左右的低品位軟錳礦,浸出率達93 % ,該工
藝具有能耗少,成本低,實用性強,錳回收率高等特點,為低品位軟錳礦的利用開辟了新的
途徑。
關鍵詞:兩礦法;軟錳礦;硫酸錳;工藝研究
中圖分類號: TF111. 31 文獻標識碼:A 文章編號:1002 - 4336 (2004) 02 - 0035 - 03
近10 年來,隨著我國錳冶金及錳化工的飛
速發展,對錳礦的需求量越來越大,高品位的錳
礦日漸減少,錳礦的出廠價近年也在不斷攀升,
給錳冶金及錳化工行業的生產成本控制提出了
嚴峻挑戰。我國的錳礦儲量十分有限,而大部
分是低品位的。低品位的菱錳礦已在電解錳及
電解二氧化錳中得到廣泛利用,低品位的軟錳
礦一直無法直接利用,只有通過選礦來提高品
位,這樣既提高了成本又浪費了資源。為克服
傳統法生產硫酸錳轉化率低、能耗大、成本高,
且勞動強度大,對環境污染嚴重的缺點,充分利
用我省低品位軟錳礦,作者開展了兩礦法浸出
低品位軟錳礦制硫酸錳及其下游產品的工藝研
究。實驗表明:該法原料來源廣,工藝及設備簡
單,操作穩定,能耗低,生產成本低,具有廣泛的
實用性,顯著的經濟效益和社會效益。
1 基本原理
兩礦法浸出軟錳礦制硫酸錳的研究較多,
但直接利用錳含量低於30 %的低品位軟錳礦
制備硫酸錳還未見報道。軟錳礦中錳是以二氧
化錳的形式存在的,不能被硫酸直接浸出,必需
要有還原劑的存在,才能將Mn4 + 還原成Mn2 +
再與H2SO4 生成MnSO4 。還原劑有多種,如硫
鐵礦、硫酸亞鐵、二氧化硫及其它還原劑。作者
選用原料來源廣,價格便宜,操作方便,還原效
果好且便於大規模工業生產中使用的硫鐵礦作
還原劑,即兩礦法。就是將軟錳礦、硫鐵礦、硫
酸按一定比例混合,在一定條件下反應生成硫
酸錳,然後再將同時被硫酸浸出的其它雜質除
掉,得到硫酸錳。一般認為,兩礦法的主反應方
程式為:
15MnO2 + 2FeS2 + 14H2SO4
15MnSO4 + Fe2 (SO4) 3 + 14H2O
選定的硫酸錳生產工藝流程見圖1 。
2 實 驗
2. 1 原料及規格
軟錳礦:本研究採用湖南省衡陽地區某礦
未經選礦的低品位軟錳礦,粒度為01150 mm ,
其主要成分如下:
MnO2 39181 % ,Mn 25117 % , Fe 7125 % ,
MgO 0174 % ,CaO 1718 %。
硫鐵礦: 採用湖南省某礦硫鐵礦,粒度為
01150 mm ,其主要成分如下:
S 3517 % , Fe 35186 % ,其中FeS∶1414 % ,
FeS2∶5711 %
硫酸:採用湖南省某廠93 %的冶煉回收酸
2. 2 實驗研究
實驗以2 000 mL 的燒杯為反應器,帶攪拌
器。首先將一定量的水注入反應器,開啟攪拌,
按一定比例准確加入軟錳礦、硫酸,升溫,然後
慢慢加入硫鐵礦粉。加熱升溫至95 ℃左右,保
溫3~6 h ,反應完畢後加入除鐵劑,待pH > 5
時,將反應料漿過濾,洗滌,洗水作下次浸取用,
得到的硫酸錳溶液加入除雜劑,在攪拌的條件
下保持一定時間,然後過濾,濾液經靜置後再過
濾,以除去硫酸錳溶液中的雜質,干凈的硫酸錳
溶液可作為金屬錳或二氧化錳、碳酸錳等下游
產品的原料,也可濃縮結晶再乾燥得到硫酸錳
產品。
3 實驗結果及討論
3. 1 條件實驗
條件實驗採用正交試驗的方法進行,固定
軟錳礦、液固比及反應溫度,選擇硫鐵礦用量、
硫酸用量和反應時間作為3 個因子來設計正交
試驗,每個因子取3 個不同的水平,正交試驗各
因子的水平設計見表1 。
表1 正交試驗因子水平設計表
水平
因
子
A ( FeS2 ,g) B (H2SO4 ,g) C(時間Ph)
1 A 1 B1 C1
2 A 2 B2 C2
3 A 3 B3 C3
正交試驗方案及結果見表2 。
表2 正交試驗方案及結果
序號
A B C
1 2 3
浸取率P%
1 A 1 B 1 C1 75. 5
2 A 1 B 2 C2 85. 2
3 A 1 B 3 C3 68. 6
4 A 2 B 1 C1 92. 7
5 A 2 B 2 C2 93. 5
6 A 2 B 3 C3 83. 2
7 A 3 B 1 C1 83. 7
8 A 3 B 2 C2 84. 3
9 A 3 B 3 C3 79. 4
K1 229. 3 251. 9 243. 0
K2 269. 4 263. 0 257. 3
K3 247. 4 231. 2 245. 8
K1 76. 4 84. 0 81. 0
K2 89. 8 87. 7 85. 8
K3 82. 5 77. 1 81. 9
R 13. 4 10. 6 4. 8
因子主次A > B > C
較優水平A 2 B 2 C2
從表2 看出, A 因子中, k2 = 8918 為最大,
說明A 因子中A 2 水平最好,同樣, B 因子和C
因子中, B2 水平和C2 水平最好。因此, A 2 、
B2 、C2 為較優水平。由表中R 值看出,對浸出
率影響的因子主次為A 因子最大, B 因子次
之, C 因子較小。
3. 2 最優工藝條件驗證
根據正交試驗結果, 選取因子中A 2 、B2 、
C2 為工藝條件,固定軟錳礦用量,反應溫度取
95 ℃,液固比取5∶1 ,進行循環試驗,試驗的其
中3 組連續數據見表3 。
表3 最優工藝條件循環試驗結果
序號
項
目
軟錳礦Pg 硫鐵礦Pg 硫酸Pg 液固比溫度P℃ 反應時間Ph 浸出率P%
1 200 S 110 5∶1 95 4 93. 48
2 200 S 110 5∶1 95 4 93. 60
3 200 S 110 5∶1 95 4 92. 12
『拾』 金屬錳的冶煉工藝
金屬錳採用來傾動式精煉電源爐冶煉。上爐出爐後,先加部分石灰墊在爐底。石灰上面加入少量高硅錳硅合金。引弧後加入富錳渣與石灰的混合料。熔化過程逐漸加入錳硅合金以幫助熔化和降低爐渣鹼度。全熔後加入全部錳硅合金,調整硅含量合格後出爐。金屬錳含Mn>93.5%,Si<1.8%,Fe<2.8%,P<0.06%,C<0.20%。生產lt金屬錳(Mn95%~98%)消耗富錳渣(Mn4.8%)1.9~2.0t,高硅錳硅合金約0.62t,石灰(CaO>90%)約2.0t,螢石約0.2t。電能3000~3400kW·h。錳回收率72%~75%。