低品位锰矿提锰的低温生物质还原氨循环转型水浸工艺研究毕业论文.doc

低品位锰矿提锰的低温生物质还原氨循环转型水浸工艺研究毕业论文 目 录 第一章 引 言 1 §1.1 锰矿石简介 1 1.1.1 锰矿石成因类型及化学成分特征 1 1.1.2 锰矿石结构 1 1.1.3 矿石中锰的赋存状态 2 §1.2 锰矿资源概况 2 1.2.1 世界锰矿资源状况 3 1.2.2 国内锰矿资源状况 5 §1.3 氧化型锰矿提锰工艺 7 1.3.1 煤炭还原焙烧工艺 7 1.3.2 黄铁矿还原焙烧工艺 8 1.3.3 混合铵盐焙烧工艺 8 1.3.4 直接还原浸出工艺 9 §1.4 生物质在冶金中的应用 12 1.4.1玉米秸杆在软锰矿还原中的应用 13 1.4.2 植物粉料（稻草、谷壳）在软锰矿还原中的应用 13 1.4.3 锯末在铁矿还原中的应用 14 §1.5 本文的研究内容 14 第二章 低品位氧化型锰矿的还原焙烧 16 §2.1 概述 16 §2.2 实验原料及设备 16 2.2.1 原矿式样及锯末的前处理 16 2.2.2实验试剂及设备 18 §2.3 实验方案 19 2.3.1 工艺路线设计 19 2.3.2 实验方法 19 2.3.3 实验分析方法 19 §2.4 结果及讨论 20 2.4.1锯末用量对锰矿还原效果的影响 20 2.4.2 焙烧温度与时间的影响 21 2.4.3 原锰矿粒径尺寸的影响 22 2.4.4原矿、烧渣及浸取残渣的XRD实验 23 2.4.5锯末对不同产地氧化型锰矿还原作用的比较 24 §2.5 本章小结 25 第三章 硫酸铵焙烧转型过程研究 26 §3.1 概述 26 §3.2 实验方案 26 3.2.1 转型试剂的选择 26 3.2.2 循环工艺路线设计 26 3.2.3 实验方法 27 §3.3 结果与讨论 27 3.3.1硫酸铵用量的影响 27 3.3.2 转型温度及时间的影响 28 3.3.3 硫酸铵焙烧转型动力学研究 29 §3.4 小结 31 第四章 水浸出过程研究 33 §4.1 概述 33 §4.2 实验部分 33 4.2.1 实验方法 33 §4.3 结果与讨论 33 4.3.1 浸出温度及时间的影响 33 4.3.2 搅拌强度的影响 34 4.3.3 水浸出动力学研究 35 §4.4小结 37 第五章 结论与建议 38 §5.1 结论 38 §5.2 建议 38 致 谢 40 参考文献 41 第一章 引 言 §1.1 锰矿简介 锰矿及其深加工产品已经广泛应用于国民经济各个领域，是冶金及许多工业部门不可缺少的重要原料，需求量越来越大。锰矿成因类型、化学成分特征、结构、构造及赋存特征。1.1.1 锰矿成因类型及化学成分特征 锰矿床的成因类型有原生沉积型和次生风化型两大类。按中工业锰矿物的氧化还原状态，前称为碳酸锰矿床，后称为氧化锰矿床。由于后一类矿床系由前一类矿床或含锰碳酸盐岩经表生作用而成，所以上述两类矿床在很多矿区相伴而生[1]。世界锰矿矿床类型主要有：沉积型、火山沉积型、沉积变质型、热液型、风化壳型和海底结核-结壳型。我国锰矿床以沉积型矿床为主，约占80%，其次是沉积变质型和风化型矿床，中、小型规模矿石品位含锰20％～30％，开发利用条件处于劣势。 锰矿的化学成分不仅影响矿的品质，同时在很大程度上决定着开发利用工艺条件。原生碳酸锰矿中SiO2、Al2O3、CaO、MgO的含量之间往往表现出一定的依存关系。碳酸锰矿石中的SiO2除呈游离石英状态外，部分Al2O3结合形成粘土质硅铝酸盐，CaO和MgO主要呈钙—镁碳酸盐态存在。 氧化锰矿的化学成分是在原生母岩的基础上演化而来。在表生作用下，母岩的主要化学成分大致有两种演化趋势即Mn、Fe、Al在氧化矿床中富集趋势，CaO、MgO大量流失，而SiO2在部分矿区有所流失，在另一部分矿区则反而有所富集。 1.1.2 锰矿石结构 原生锰矿石以微粒、细粒结构为主，矿物粒径为0.01-0.5mm，由Ca(Mg)—Mn连续类质同象系列碳酸盐类矿物及少量石英构成，为显微鳞片泥质结构、生物碎屑结构等。矿石经过编制作用后，形成的碳酸锰—硅酸锰混合矿石中尚可见到变余细粒状结构及粒状、柱状、显微叶片状、显微鳞片状等变晶结构。这类结构系由变质作用新生成的蔷薇辉石、锰橄榄石、锰榴石、褐锰矿、锰铁叶蛇纹石、绿泥石、黑云母等矿物表现出来[2]。原生锰矿石碳酸锰—硅酸锰混合矿石常见有块状、豆状、调袋状、微层状、鲕状等，也见有状、饼状等经变质的矿石还可见到斑点及斑杂状。氧化锰矿石的结构比较简单，各亚矿床的矿石结构也大体相当，常见有隐晶质结构（矿物粒径0.001mm）、微粒结构（粒径0.001-0.01mm）、细粒结构（粒径0.01mm）、泥质结构等。 1.1.3 矿石中锰的赋存状态 总体而言，原生沉积锰矿石中的锰主要赋