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我国氧化锰矿石品位低,但储量较丰富,当前锰行业亟待利用氧化锰矿生产电解锰,扩大电解锰生产原料的来源,保障资源安全,因此,开发氧化锰矿高效还原新技术,已成为我国电解金属锰工业可持续发展中的技术关键和难点。本文分别选用了亚硫酸钠、双氧水、玉米棒作为还原剂对氧化锰矿进行还原浸出实验研究,其主要研究内容如下:(1)利用亚硫酸盐在酸性条件下的强还原特性对低品位复杂氧化锰矿进行浸出反应,锰浸出率高达91.9%,实验确定其最佳工艺条件为:矿粉用量为10g,还原剂亚硫酸钠用量为5g,硫酸浓度为2mol/L,矿粉平均粒度为100μm,浸出温度为80℃,浸出时间为45min,液固比为5。该方法具有浸出速度快、浸出率高、成本低等优点,为综合利用低品位锰矿提供经济有效途径。(2)利用过氧化氢为还原剂对低品位复杂氧化锰矿进行室温还原浸出反应,锰浸出率高达92.35%,其最佳实验条件为:双氧水用量为9ml,硫酸用量取3ml,反应温度为室温,浸出时间为60min,,矿粉平均粒度为100μm,液固比为5。该方法具有低温、快速高效、无污染等优点。(3)利用纤维素类物质玉米棒在酸性溶液中与氧化锰反应生成二氧化碳和水的原理,把难处理的氧化锰转化为可溶性的二价锰,实验确定其最佳工艺条件为:矿粉用量为10g,还原剂玉米棒用量为3g,硫酸浓度为1.9mol/L,保持液固比为10,矿粉平均粒度为75μm,浸出温度为85℃,浸出时间为60min,锰的浸出率高达92.8%,铁溶解24.6%。玉米棒具有价格便宜、来源广泛、浸出效率高等优点,该方法为农作物废弃物的资源化利用新方法和新技术,符合循环经济的发展模式。(4)本论文对玉米棒还原浸出氧化锰矿的热动力学进行了讨论。其热力学的计算为玉米棒浸锰工艺的可行性提供理论依据,计算出了浸出反应的标准吉布斯自由能及其反应的平衡常数,从热力学上论证了此反应能进行得很彻底。在研究玉米棒还原浸出氧化锰矿的实验中,考察了搅拌速率、浸出温度、矿粉粒度、硫酸浓度、还原剂用量对锰浸出速率的影响,探索了其动力学过程,实验结果表明浸出反应属内扩散控制,其动力学模型可用核收缩模型描述,其表观反应活化能为-12.96kJ·mol-1,硫酸浓度的表观反应级数为1.0856,玉米棒质量的表观反应级数为0.7293,其锰浸出过程遵循以下动力学方程: