二氧化碳回收电解锰渣中可溶性锰的工艺技术研究
发布时间：2023-03-31 17:46
作为重要的冶金、化工材料,金属锰在国民经济中具有十分重要的地位，目前主要通过电解法制得。电解锰渣是电解金属锰产业的主要固体废物，含有较高浓度可溶性锰，处理不当既污染环境又造成资源的浪费。同时，电解锰生产过程中会产生大量二氧化碳，如何减少二氧化碳的排放也是一个重要问题。 本课题以广西某电解锰公司电解锰渣为研究对象，对其基本性质及水洗条件进行了研究。以回收电解锰渣中可溶性锰为目的，模拟了工业低浓度二氧化碳（体积分数约12%）回收可溶性锰的工艺流程，设计了工程方案，为可能的工业应用提供了基础。 本论文采用XRF、SEM-EDX等分析方法对电解锰渣的化学组成、表面形貌等进行分析，实验结果表明电解锰渣成分很复杂，渣粒大小不均，呈疏松状，主要成分为二氧化硅和氧化钙、三氧化二铁等金属氧化物，锰含量较高，其中Mn2+占4.88%，其他重金属如Cu、Zn、Pb、Ni等含量较低。 本研究通过模拟低浓度(体积分数12%)的二氧化碳与溶液中的锰离子反应生成碳酸锰沉淀，反映了工业生产过程中产生的二氧化碳对电解锰渣中可溶性锰的回收效果。电解锰渣水洗液初始pH是二氧化碳回收可溶性锰的主要控制因子，随着pH值的增大，...
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 锰矿资源现状
1.1.1. 陆地锰矿资源
1.1.2 海底锰矿资源
1.1.3 世界锰矿生产、消费、贸易和市场
1.2 电解锰生产过程及电解锰渣
1.2.1 电解锰生产过程
1.2.2 电解锰渣
1.3 电解锰渣的危害
1.3.1 电解锰对人体的危害
1.3.2 电解锰渣对环境的危害
1.4 国内外除锰技术研究现状
1.4.1 絮凝沉淀法
1.4.2 化学沉淀-混凝沉淀工艺法
1.4.3 微电解法
1.4.4 接触氧化法
1.4.5 离子交换膜-电解法
1.4.6 液膜法
1.4.7 改性天然高分子去除法
1.5 二氧化碳和温室效应
1.5.1 大气中二氧化碳严重超标
1.5.2 二氧化碳引起温室效应
1.5.3 保护环境控制二氧化碳排放
1.6 本课题来源、目的及意义
1.6.1 本课题的来源
1.6.2 本课题的主要研究内容
1.6.3 本课题的意义
第2章 实验研究方法
2.1 电解渣的化学组成
2.2 实验试剂
2.3 实验仪器与设备
2.4 实验方法
2.4.1 可溶性锰回收实验步骤
2.5 分析测定方法
2.5.1 高碘酸钾氧化光度法
2.5.2 火焰原子吸收光度法
第3章 电解锰渣的性质及水洗条件研究
3.1 电解渣的化学组成
3.2 电解锰渣的表面形貌分析
3.3 电解锰渣浸出条件探索
3.3.1 固液质量比对锰浸出率的影响
3.3.2 不同浸出时间对锰浸出率的影响
3.3.3 电解锰渣浸出液成分分析
3.4 本章小结
第四章 二氧化碳回收可溶性锰实验研究
4.1 工艺流程
4.2 二氧化碳回收可溶性锰正交实验研究
4.2.1 多因素两水平正交实验研究
4.2.2 三因素三水平正交实验研究
4.3 二氧化碳回收可溶性锰单因素实验研究
4.3.1 初始 pH 对锰回收效果影响的探索
4.3.2 二氧化碳流量对锰回收效果影响的探索
4.3.3 二氧化碳浓度对锰回收效果影响的探索
4.3.4 搅拌速率对锰回收效果影响的探索
4.4 回收生成溶液及碳酸锰
4.5 二氧化碳在锰回收过程中的作用
4.6 氨离子对锰回收效果的影响
4.7 本章小结
第5章 二氧化碳回收锰动力学研究
5.1 二氧化碳回收可溶性锰机理
5.2 二氧化碳回收可溶性锰动力学实验分析
5.3 沉淀动力学分析
5.4 结晶动力学分析
5.5 本章小结
第6章 大新锰矿 1000m3/d 含锰废水处理可行性方案
6.1 工程概况
6.2 方案设计依据、相关法律、法规、标准及规范
6.3 方案设计原则、内容与范围
6.4 污水水质、水量的分析及处理后排放水质
6.4.1 污水水质特点分析
6.4.2 污水水量确定
6.4.3 设计进水水质
6.4.4 设计处理后出水水质
6.5 污水处理工艺选择
6.5.1 工艺选择
6.5.2 工艺方框图
6.5.3 工艺流程及主要设备说明
6.6 其它设计
6.6.1 建筑、结构设计
6.6.2 电气仪表设计
6.6.3 环境保护设计
6.6.4 劳动保护设计
6.7 工程投资估算
6.7.1 取费依据
6.7.2 工程投资估算
6.8 运行成本分析
6.8.1 人员编制
6.8.2 运行成本分析
6.8.3 产出效益分析
第7章 三氯化铁处理低浓度含锰废水
7.1 三氯化铁除锰正交实验研究
7.1.1 正交表及因素水平表
7.1.2 正交实验过程及结果
7.2 三氯化铁除锰单因素实验研究
7.2.1 终了 pH 对锰去除效果影响的探索
7.2.2 氧化剂投加量对锰去除效果影响的探索
7.2.3 铁锰摩尔比对锰去除效果影响的探索
7.2.4 反应时间对锰去除效果影响的探索
7.3 PAC 投加量对絮凝效果的影响
7.4 XPS 分析
7.5 本章小结
第8章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：3775512
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 锰矿资源现状
1.1.1. 陆地锰矿资源
1.1.2 海底锰矿资源
1.1.3 世界锰矿生产、消费、贸易和市场
1.2 电解锰生产过程及电解锰渣
1.2.1 电解锰生产过程
1.2.2 电解锰渣
1.3 电解锰渣的危害
1.3.1 电解锰对人体的危害
1.3.2 电解锰渣对环境的危害
1.4 国内外除锰技术研究现状
1.4.1 絮凝沉淀法
1.4.2 化学沉淀-混凝沉淀工艺法
1.4.3 微电解法
1.4.4 接触氧化法
1.4.5 离子交换膜-电解法
1.4.6 液膜法
1.4.7 改性天然高分子去除法
1.5 二氧化碳和温室效应
1.5.1 大气中二氧化碳严重超标
1.5.2 二氧化碳引起温室效应
1.5.3 保护环境控制二氧化碳排放
1.6 本课题来源、目的及意义
1.6.1 本课题的来源
1.6.2 本课题的主要研究内容
1.6.3 本课题的意义
第2章 实验研究方法
2.1 电解渣的化学组成
2.2 实验试剂
2.3 实验仪器与设备
2.4 实验方法
2.4.1 可溶性锰回收实验步骤
2.5 分析测定方法
2.5.1 高碘酸钾氧化光度法
2.5.2 火焰原子吸收光度法
第3章 电解锰渣的性质及水洗条件研究
3.1 电解渣的化学组成
3.2 电解锰渣的表面形貌分析
3.3 电解锰渣浸出条件探索
3.3.1 固液质量比对锰浸出率的影响
3.3.2 不同浸出时间对锰浸出率的影响
3.3.3 电解锰渣浸出液成分分析
3.4 本章小结
第四章 二氧化碳回收可溶性锰实验研究
4.1 工艺流程
4.2 二氧化碳回收可溶性锰正交实验研究
4.2.1 多因素两水平正交实验研究
4.2.2 三因素三水平正交实验研究
4.3 二氧化碳回收可溶性锰单因素实验研究
4.3.1 初始 pH 对锰回收效果影响的探索
4.3.2 二氧化碳流量对锰回收效果影响的探索
4.3.3 二氧化碳浓度对锰回收效果影响的探索
4.3.4 搅拌速率对锰回收效果影响的探索
4.4 回收生成溶液及碳酸锰
4.5 二氧化碳在锰回收过程中的作用
4.6 氨离子对锰回收效果的影响
4.7 本章小结
第5章 二氧化碳回收锰动力学研究
5.1 二氧化碳回收可溶性锰机理
5.2 二氧化碳回收可溶性锰动力学实验分析
5.3 沉淀动力学分析
5.4 结晶动力学分析
5.5 本章小结
第6章 大新锰矿 1000m3/d 含锰废水处理可行性方案
6.1 工程概况
6.2 方案设计依据、相关法律、法规、标准及规范
6.3 方案设计原则、内容与范围
6.4 污水水质、水量的分析及处理后排放水质
6.4.1 污水水质特点分析
6.4.2 污水水量确定
6.4.3 设计进水水质
6.4.4 设计处理后出水水质
6.5 污水处理工艺选择
6.5.1 工艺选择
6.5.2 工艺方框图
6.5.3 工艺流程及主要设备说明
6.6 其它设计
6.6.1 建筑、结构设计
6.6.2 电气仪表设计
6.6.3 环境保护设计
6.6.4 劳动保护设计
6.7 工程投资估算
6.7.1 取费依据
6.7.2 工程投资估算
6.8 运行成本分析
6.8.1 人员编制
6.8.2 运行成本分析
6.8.3 产出效益分析
第7章 三氯化铁处理低浓度含锰废水
7.1 三氯化铁除锰正交实验研究
7.1.1 正交表及因素水平表
7.1.2 正交实验过程及结果
7.2 三氯化铁除锰单因素实验研究
7.2.1 终了 pH 对锰去除效果影响的探索
7.2.2 氧化剂投加量对锰去除效果影响的探索
7.2.3 铁锰摩尔比对锰去除效果影响的探索
7.2.4 反应时间对锰去除效果影响的探索
7.3 PAC 投加量对絮凝效果的影响
7.4 XPS 分析
7.5 本章小结
第8章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：3775512
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