电解锰阳极泥综合资源化处理的研究

发布时间：2023-06-17 22:28

　　电解锰阳极泥是生产电解金属锰时产生的一种固废,目前常规的处理方式是用水简单地冲洗后堆存在渣库。然而,渣库堆存的电解锰阳极泥会严重威胁到当地的生态环境;同时,电解锰阳极泥中还包含有大量Mn、Pb等金属元素,若不对电解锰阳极泥加以利用,还会造成大量金属资源的浪费。因此,如何实现电解锰阳极泥的资源化处理已经成为电解金属锰行业亟待解决的问题。本论文以广西崇左某电解金属锰厂的电解锰阳极泥为研究对象,围绕电解锰阳极泥的综合资源化处理,开展了电解锰阳极泥基本特性的分析、电场强化电解锰阳极泥湿法还原浸出以及电解锰阳极泥脱铅及制备化学MnO₂的研究,得到如下结论:(1)电解锰阳极泥中包含的元素主要有Mn、Pb、Ca、Fe、Se、Sn、O、S、Si等,其中Mn的含量高达52.25 wt.%,Pb含量达到了6.22 wt.%;电解锰阳极泥的物相组成种类较多,包括有不同晶型的MnO₂(γ、β、ε)、MnOOH、MnO_1.88、Mn SO₄、(NH₄)₂SO₄...

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【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
1 绪论
    1.1 锰资源现状
        1.1.1 世界锰资源概况
        1.1.2 我国锰矿资源简介
    1.2 电解金属锰概况
        1.2.1 电解金属锰的生产现状
        1.2.2 电解金属锰的电化学反应过程
    1.3 电解锰阳极泥的资源化利用研究现状
        1.3.1 电解锰阳极泥制备化学MnO2

        1.3.2 电解锰阳极泥制备锰酸锂
        1.3.3 还原焙烧回收电解锰阳极泥中锰
        1.3.4 湿法还原回收电解锰阳极泥中锰和铅
    1.4 真空碳热还原法
        1.4.1 真空碳热还原法简介
        1.4.2 真空碳热还原法的应用
    1.5 课题研究目的及意义
    1.6 课题研究内容
2 实验材料与实验方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 研究试样
        2.1.2 化学试剂
        2.1.3 实验仪器
    2.2 实验过程
        2.2.1 电场强化电解锰阳极泥还原浸出实验
        2.2.2 真空碳热还原法脱铅实验过程
        2.2.3 MnO₂的放电性能测试
        2.2.4 电化学测试实验
    2.3 实验方法及表征手段
        2.3.1 化学测试方法
        2.3.2 电化学实验方法
        2.3.3 表征手段
3 电解锰阳极泥基本特性的分析
    3.1 引言
    3.2 电解锰阳极泥的基本性质分析
        3.2.1 电解锰阳极泥的元素组成分析
        3.2.2 电解锰阳极泥中物相组成分析
        3.2.3 电解锰阳极泥的形貌分析
    3.3 本章小结
4 电场强化电解锰阳极泥湿法还原浸出的研究
    4.1 引言
    4.2 电场强化电解锰阳极泥还原浸出的实验研究
        4.2.1 初始Fe²⁺浓度对还原浸出过程的影响
        4.2.2 初始H₂SO₄浓度对还原浸出过程的影响
        4.2.3 液固质量比对还原浸出的影响
        4.2.4 浸出温度对还原浸出的影响
        4.2.5 电流密度对还原浸出的影响
    4.3 浸出渣分析
    4.4 还原剂用量分析
    4.5 还原浸出过程动力学分析
        4.5.1 核缩减动力学模型的构建
        4.5.2 浸出动力学分析
    4.6 电场强化电解锰阳极泥还原浸出机理的研究
        4.6.1 循环伏安分析
        4.6.2 电场强化电解锰阳极泥还原浸出机理分析
    4.7 本章小结
5 电解锰阳极泥脱铅及制备化学MnO₂的研究
    5.1 引言
    5.2 真空碳还原法脱除电解锰阳极泥中铅的研究
        5.2.1 真空碳热还原法脱铅的工艺研究
        5.2.2 真空碳热还原法脱铅的机理研究
        5.2.3 脱铅电解锰阳极泥基本理化性质
    5.3 脱铅电解锰阳极泥制备化学MnO₂的研究
        5.3.1 焙烧对脱铅电解锰阳极泥晶型的影响
        5.3.2 焙烧-酸浸歧化工艺路线
        5.3.3 化学MnO₂的放电性能研究
        5.3.4 化学MnO₂的表征
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
    A.作者在攻读硕士学位期间所取得的科研成果
    B.作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目
    C.学位论文数据集
致谢



本文编号：3834262

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