高纯钒化合物广泛使用于航空、电子材料、荧光粉、钒氧电池等范畴。跟着技能的前进，一些钒下流高端技能产品的工业化出产，对钒化合物质量有更高的要求。我国钒资源丰富，高纯钒化合物的出产在我国具有宽广的远景。因为高纯钒化合物出产技能高，国内尽管供应商较多，但出产技能水平大多比较落后，产品质量不高。高纯钒化合物的出产技能开发具有严重的技能和社会价值。由吉首大学副教授邹晓勇总经理掌管研制的工业级钒除杂制备高纯钒化合物技能，工艺流程短、出产成本低、产品质量可达分析纯、出产过程发生的废水少，现在已在自己公司批量出产，取得了杰出的经济效益。 工艺原理用工业级做质料，经过除杂处理后得到高纯度的钒化合物。 技能长处 ★工艺流程短； ★出产成本低； ★产品质量达分析纯； ★ 出产过程发生的废水少。 工业化使用 2009年2月，在自己公司批量出产。 产品检测成果：五氧化二钒质量达化学工业部标准HG/T3485-2003 分析纯。

为了炼钢厂LD（Linz－Donawitz）转炉渣中提取钒，M.Aarabi－Karasgani等研究了一种碱性焙烧－酸法浸出工艺，并确定了各影响因素对钒溶解动力学的影响，浸出渣用XRD、XRF及SEM/EDX分析仪分析。最佳工艺条件：浸出温度70℃，固液质量体积1/5，酸浓度3mol/L，浸出时间150min，在此条件下，钒最大回收率达95%，炉渣粒度对钒的溶解影响很大，当粒度小于0.850mm时，钒浸出率最大。钒在硫酸中的溶解表明浸出动力学分为2个阶段：在初始15min内，钒浸出率迅速增大；随时间延长，浸出率开始下降。炉渣的酸浸动力学可用收缩核心模型来描述，改进后的收缩核心模型表示长时间的浸出过程，此过程中，钒最初回收率（长时间浸出的开始阶段）不是0。结果表明，无论浸出时间长短，低温下的浸出动力不均由化学反应控制，高温下的浸出速率由固体产物的扩散状态决定。

稀有金属钒是一种重要的战略物资，主要应用于钢铁工业、国防尖端技术、化学工业以及轻纺工业等领域。世界上钒的资源丰富，分布广泛，但无单独可供开采的富矿，而是以低品位与其它矿物共生。目前，世界各国生产钒的原料主要是钒铁磁铁矿在冶炼过程中副产的钒渣，我国的钒资源主要是以钒铁磁铁矿和含钒石煤形式存在。含钒石煤是我国特有的一种钒矿资源，其储量丰富，对钒的提取冶炼具有很大优势，但传统平窑钠化焙烧－水浸工艺的钒回收率，生产成本高，食盐焙烧过程中所放出的Cl2、HCI等有害气体严重污染了环境。国家已经因此强制关闭了数百家采用NaCll为添加剂，且毫无污染治理措施的平窑生产钒产品的小企业。空气焙烧和钙化焙烧工艺虽然避免了Cl2、HCl等有害气体的污染问题，但要根据石煤的矿相结构和化学成分而定，工艺的适应性较差。近几年来，伴随我国钢产量的迅速增长，钒需求量的逐渐上升，从石煤中提钒的研究引起了人们的高度重视。石煤提钒既是石煤综合利用的一个重要发展方向，又是我国钒冶炼产业发展的新方向。因此，新型低耗环保高回收率提钒工艺的研发迫在眉睫。       一、矿石物相分析及化学组成       （一）矿石物相分析       样品来源于贵州某地，分为块状和粉状，分别进行了岩相鉴定和电镜分析，其结果如下。       1、主要物相。脉石为主，次要物相为金属铁、含钒硅铝铁酸钾、石墨。       2、镜下特征。脉石呈大小粒状，多数为石英，粒径为0.05mm左右，少数为含钒硅滋酸钾。金属铁呈大小粒状，一般粒径为0.015～0.02mm之间为主，少数大者可达1mm左右，金属铁里都能见到发白的含钒元素（碳化钒）。石墨呈条状，其含量在10%左右。含钒的硅铝铁酸钾呈细粒状，一般在0.015～0.025mm左右。       （二）矿石的X－衍射分析结果       矿石的X－衍射分析结果如图1所示。图1  石煤的X－衍射分析结果       （三）矿石的化学组成       石煤矿先破碎到2～3 cm直径的小块，然后经破碎机破碎至直径0.5mm的颗粒，最后用球磨机干磨至一200目占100%，进行化学分析，其分析结果见表1。   表1  原矿主要化学成分分析结果     %成分V2O5CSiO2Al2O3MgOCaONa2O含量3.267.6053.0316.621.220.490.59成分K2OFe2O3FeOTFeMnOCrCr6＋含量3.362.702.383.840.00190.064痕量成分SP2O5AsTiO2ZnCuMo含量0.700.190.0430.980.0180.0190.087成分NiPbCd烧失量固定碳灰份挥发份含量0.0340.00040.001214.715.6285.299.09       二、石煤提钒理论研究       石煤提钒流程的选择应根据不同地区石煤物质组成、钒的赋存状态和价态等特征进行全面考察。石煤中钒的氧化是钒转化的基础和必要条件。因此在制定提钒方案之前，应对石煤中钒的价态、溶解性、氧化和转化作用作深人研究。       （一）石煤中钒的赋存状态       含钒石煤的物质组成比较复杂，钒的赋存状态变化多样。按钒的赋存状态分类，主要有含钒云母型（碳质岩型）、含钒粘土型（硅质岩型）和介于两种之间的中间类型。试验矿样的钒物相分析结果如表2所示。   表2  原矿样钒物相分析结果钒物相氧化铁及粘土云母类矿物难溶硅铝酸盐TVV2O5含量 占有率0.586 17.982.626 80.550.048 1.473.26 100.00       从表2可见，原矿中的钒主要以吸附状态赋存于云母类矿物中，少量以类质同相形式取代Fe3＋进入氧化铁及粘土矿等氧化矿物，并有极少量以类质同相形式取代A3＋进入难溶硅铝酸盐相。       （二）石煤中钒的价态       我国南方数省含钒石煤的物质组成比较复杂，钒的赋存状态和赋存价态变化多样，搞清这些间题，对制定石煤提钒的合理工艺流程具有重要的指导意义。钒在石煤中的价态分析的研究结果表明，各地石煤原矿中一般只有V3＋和V4+存在，极少发现V2＋和V3＋。除了个别地方石煤中V4＋高于V3＋外，绝大部分地区石煤中钒都是以V3＋为主。试验矿样的钒价态分析结果如表3所示。   表3  不同价态钒的分配率钒价态V3＋V4＋V5＋TV钒含量 占有率0.627 34.340.527 28.860.672 36.801.826 100.00       从表3可见，3种价态的钒的含量相差不是很大，但以五价形式为主，且三价钒与五价钒的含量相当，与多数文献中所研究的石煤中钒的价态情况有较大差别。结合表2分析可知，V3＋部分以类质同相形式取代Fe3＋、A13＋等进人氧化铁矿、粘土矿等氧化矿物及难溶硅铝酸盐相，部分以吸附状态赋存于云母类矿物中，而V4＋和V5＋则几乎全部以吸附状态赋存于云母类矿物中。       （三）石煤中不同价态钒的溶解性       1、V3＋。石煤中V3＋存在于粘土矿物二八面体夹心层中，部分取代A13＋。这种硅铝酸盐结构较为稳定，通常石煤中V3＋难以被水、酸或碱溶解，除非采用HF破坏粘土矿物晶体结构，因此可以认为V3＋基本上不被浸出。只有V3＋氧化至高价以后，石煤中的钒才有可能被浸出。       2、V4＋。石煤中V4＋可以氧化物（VO2）、氧钒离子（VO2＋）或亚钒酸盐形式存在。VO2可在伊利石类粘土矿物二八面体晶格中取代部分Al3＋，这部分V4＋同样不能被水、酸或碱浸出。石煤中游离的VO2＋不溶子水，但易溶于酸，生成钒氧基盐VO2＋，稳定，呈蓝色。   VO2＋H2SO4＝VOSO4＋H2O      （2）V5＋。V5＋离子半径太小，不能存在于粘土矿物二八面体之中。石煤中V5＋主要以游离态V2O5或结晶态（xM2O·yV2O5）钒酸盐形式存在，易溶于酸。       三、氧压直接酸浸出提钒       石煤氧压直接酸浸出提取钒新技术是由昆明理工大学研发的一种全湿法工艺流程，如图2所示。该法主要针对石煤提钒技术中的不足和缺点，抓住石煤提钒技术中的核心技术和关键技术，研究和开发在压力场或加压条件下，对石煤中的钒进行提取，在强化冶金条件的基础上，大辐提高钒的回收率，同时做到无废气排放，保护环境。图2  石煤氧压直接酸浸出提钒工艺流程       （一）有氧和无氧的对比试验       1、试验条件。时间4h、温度150℃，H2SO4用量25%，液固比1.2∶1，粒度－200目，添加剂（硫酸亚铁）5％。       2、试验结果。在有氧与无氧条件下分别进行3次平行试验，其浸出率结果见表4。    表4  有氧和无氧对比试验的浸出率结果试验条件试验次数平均值123有氧试验 无氧试验77.30 34.0275.27 36.5174.23 35.6975.60 35.41       从表4可见，有氧条件下的浸出率远高于无氧条件下的浸出率，说明氧气在反应器里起了明显的作用。由于原矿中有难以被水、酸所溶的V3＋形式存在的钒，在通人氧气后，溶解在水溶液中的O2把Fe2＋氧化成Fe3＋，然后Fe3＋再将V3＋氧化成易溶于酸的V4＋。因此，与无氧条件相比，通氧条件下钒的浸出率能大幅度提高。       （二）浸出时间对钒浸出率的影响       1、试验基准条件。温度150℃，H2SO4用量25%，液固比1.2∶1，粒度－200目，添加剂用量5%。       2、试验结果。以时间为变量，取5个点（1h、2h、3h、4h、5h）进行试验，试验结果如图3所示。图3  时间对钒浸出率的影响       从图3可见，钒的浸出率随时间的延长而提高，但是达到一定时间后（3h），钒浸出率反而有所降低，但是降低很缓慢。钒浸出率的峰值在3h～4h之间。钒的浸出率有所下降的原因可能是随着时间的延长，在密闭容器中，原矿结团，钒被包裹，其浸出率下降。因此选定浸出时间在3h～4h之间比较符合实际。       （三）浸出温度对钒浸出率的影响      1、试验基准条件。时间4 h，H2SO4用量25％，液固比1.2∶1，粒度－200目，添加剂用里5%。      2、试验结果。以温度为变量，取5个点（120℃、135℃、150℃、165℃、180℃）进行试验，结果如图4所示。图4  温度对钒浸出率的影响       从图4可看出，温度越高，钒的浸出率就越高。主要由于温度越高反应速度越快，相同时间内（4h），浸出的钒量就越大，因此浸出率就高。但是温度不能无限制的升高，其对浸出率的影响必有一极值点，且要综合考虑能耗、生产成本以及工业生产中设备的承受能力。温度的选择，只从浸出率的高低来看，应尽可能地选择高温，但在多段浸出的情况下，浸出率相差不大，则应选择低温，以利于减低能耗，适应工业生产需要。       （四）硫酸用量对钒浸出率的影响       1、试验基准条件。时间4h，温度150℃，液固比1.2∶1，粒度一200目，添加剂用量5%.       2、试验结果。以硫酸用量为变量，取5个点（15%、20%、25%、30%、40%）进行试验，结果如图5所示。图5  硫酸用量对钒浸出率的影响       从图5可看出，硫酸的用量对钒浸出率的影响比较大，钒的浸出率，呈上升趋势，在25%～30%之间钒的浸出率基本上没有多大的提高。说明硫酸浓度越大，则H＋浓度就越大，进人云母晶格中的几率就越大，有利于破坏云母的结构，从而钒的浸出率就越高。       （五）液固比对钒浸出率的影响       1、试验基准条件。时间4 h，温度150℃，H2SO4用量25%，粒度－200目，添加剂用量5%。       2、试验结果。以液固比为变量，取5个点（1.1∶1、1.2∶1、1.5∶1、2.0∶1、3.0∶1）进行试验，结果如图6所示。  图6  液固比对钒浸出率的影响       液固比对浸出率的影响和硫酸用量对浸出率的影响有些相似，液固比越低，硫酸的相对浓度就越大，钒的浸出率就越高。从图6可见，第1点1.1∶1的浸出率低于第2点1.2∶1，这可能是由于液固比太小时奋矿浆豁度过高，硫酸活度降低，导致钒的浸气出率降低。”       （六）矿物粒度对钒浸出率的影响       1、试验基准条件。时间4h，温度150℃，液固比1.2∶1，H2SO4用量25%，添加剂用量5%。      2、试验结果。以粒度为变量，取5个点（－150目、－200目、－250目、－300目、－350目）进行试验，结果如图7所示。图7  原料粒度对钒浸出率的影响       从图7可见，当原矿粒度为150目－250目时，钒的浸出率基本保持在77.3%左右；但当原矿粒度小于－250目时钒的浸出率开始有所降低；当原矿粒度小于－300目时钒的浸出率则表现为明显降低。说明粒度过细会使原料在浸出过程中发生结团现象，导致钒浸出率降低。故在本试脸中原矿粒度不宜过低，考虑实际中磨矿问题原矿粒度应控制在150目～250目为宜。       （七）硫酸亚铁用量对钒浸出率的影响       1、试验基准条件。时间4h，温度150℃，H2SO4用量25%，液固比1.2∶1，粒度－200目。        2、试验结果。以添加剂（硫酸亚铁）用量为变量，取5个点（15％、20%、25％、30%、40%）进行试验，结果如图8所示。                      图8  FeSO4用量对钒浸出率的影响       从图8可看出，硫酸亚铁的加入使同条件下钒的浸出率有较大提高，且钒浸出率随添加剂用量的增加而逐渐增大，但增大趋势较为缓慢，当其用量超过8%时，基本不再增加。同时由于硫酸亚铁的加入会使浸出液中含有更多的金属铁离子，不利于后序钒萃取工艺，因此，添加剂用量不宜过多。由图8可知，当投入的硫酸亚铁添加剂量为石煤矿量的5%时，钒浸出率与同条件下无添加剂加入时相比，可提高8.07个百分点。因此综合考虑，添加剂用量以5％左右为宜。       （八）两段浸出综合试验       综合以上试验结果，取最佳试验条件进行5组两段浸出试验，考察验证钒的浸出率，结果见表5。       浸出条件如下：       1、一段浸出条件。恒温时间3h，浸出温度150℃，硫酸用量25%，固液比1.2∶1，粒度－200目，添加剂用量3%。       2、二段浸出条件。恒温时间4h，浸出温度150℃，硫酸用量35%，固液比1.2∶1，粒度－200目，添加剂用量5％。   表5  两段浸出试验结果编号12345总浸出率90.8191.7190.9692.9690.99       从表5可看出，5组两段浸出试验钒的总浸出率都达到了90%以上，说明在上述条件下进行石煤氧压直接酸浸出提钒具有一定可行性。        四、结论       （一）通氧条件下钒的浸出率远高于不通氧试验条件下钒的浸出率，证明石煤氧压酸浸提钒是一条切实可行的工艺路线。       （二）氧压酸浸过程中硫酸亚铁添加剂的加入可进一步提高钒的浸出率，当其用量为石煤矿量的5%时，钒浸出率与同条件下无添加剂加入时相比，可提高8.07个百分点。       （三）研究表明，含钒石煤氧压酸浸提钒工艺的最佳工艺参数为浸出时间3～4h，浸出温度150℃，液固质量比1.2∶1，硫酸用量25%～35%，矿石粒度－200目，添加剂用量3%～5%。       （四）试验石煤矿样经两段通氧加压硫酸浸出，钒浸出率可达90%以上。       （五）石煤氧压直接酸浸提钒新技术具有工艺流程短、操作简单、钒浸出率高、环境污染小等优点，是一种具有良好发展前途的环境友好型提钒新技术。氧压酸浸无污染提钒工艺是我国石煤提钒工艺改革的应有趋势。

空气中含有21％（体积比）的氧，如果把纯氧掺进空气中，使得其中的氧大于21％，这样的混合气体就称做富氧空气。凡是采用富氧空气的熔炼过程，都叫做富氧熔炼。例如鼓风炉富氧熔炼，转炉富氧吹炼等。除了溶炼过程可以采用富氧外，其它冶金过程（如焙烧）也可以采用富氧。采用富氧熔炼不仅可以强化熔炼过程，提高生产率；并且可以降低燃耗，减少了烟气排放量，减轻了对大气的污染。现在世界各国在有色冶炼中，凡能得到廉价氧的地方，均较为普遍地采用富氧冶炼。

含钒石煤是我国一种重要的钒资源，从含钒石煤中提钒的办法可大致分为两类；一类是针对特定区域的石煤矿选用传统的焙烧技能进行钠化、钙化、无盐和复合添加剂焙烧，此类办法因在焙烧进程中很多发作S02、HC1、Cl2等有毒气体而导致环境污染而逐步被陶汰；别的一类是选用直接湿法浸出的办法，如陕西中村钒矿选用“硫酸直接浸出-溶剂萃取-盐沉钒-干炎热解”湿法生产工艺提钒，但长期以来，只用硫酸直接浸出中村钒矿，其浸出率不到80%。为了进步钒的回收率，本文在上述工艺基础上，要点研讨了参加含氟助浸剂对硫酸浸出中村钒矿的钒浸出及后续工序如萃取等的影响，并取得了较好成果。     一、试验部分     （一）质料与试剂     含钒石煤（矿山供给）首要成分：0.9% V2O5、1.2%Fe203。该钒矿属吸附型的钒矿，以四价钒为主。     首要矿石类型为炭硅质岩夹泥岩型钒矿石，部分为（炭质）泥石型钒矿石。     试剂：硫酸（98%，工业级）；石灰（优质，工业级）；含氟助浸剂（克己）。     萃取剂：10% P204＋5%TBP＋85%磺化媒油。     （二）试验进程     1、浸出试验。浸出试验在2m3珐琅反响釜中进行，顺次向反响釜中投入500kg石煤钒矿（粒度为－0.018mm粒级占95%）、500kg水、100kg浓硫酸，敞开机械拌和，投入10kg含氧助浸剂，一起加热升温至90℃下反响24h。浸出完成后，用离心机对浸出系统进行过滤和洗刷（洗刷用水500kg），滤液与洗液兼并统称为浸出液，测出其总体积，并取样化验。取样结束后，接着用碱中和调浸出液pH至2～2.5，时刻60min，离心机过滤，滤液经复原后作下一阶段萃取料液（即萃原液），并取样分析。一切样品均在广州有色金属研讨院分析测试中心通过ICP分析（下同）。     2、萃取试验。萃取试验所用设备为有机玻璃质的混合弄清槽（混合室有用容积为1L，混合室与弄清室容积比为1︰3，双叶浆式拌和，转速为800r/min)。     萃取工艺条件为：室温，比较（O/A）为1︰1，10级逆流萃取，混相时刻12 min。其间有机相（0）为10%P204+5%TBP+85%磺化媒油；水相（A）为浸出液经石灰乳中和后的滤液（即萃原液，其间A1为不含氟助浸剂，A2为含氟助浸剂）。     萃取操作为：先在萃取槽混合室和弄清室别离参加一半有机相（0），一半水相（A），并用两个20L下口玻璃瓶作高位槽。其间一个装有机相（0），另一个装水相（A1或A2），发动拌和，在有机相加料口按流量40mL/min接连进有机相，而在水相加料口按流量40mL/min接连进水相（A1或A2），必定时刻后在排萃余液口取萃余液分析。     二、试验成果与评论     （一）含氟助浸剂对钒浸出率的影响     含氟助浸剂对硫酸浸出钒的影响如表1所示。表1  含氟助浸剂对硫酸浸出钒的影响试验条件浸出液萃原液体积/Lρ(V2O5)/ (mg·L-1)ρ(Fe2O3)/ (mg·L-1)V2O5量/gV2O5浸出率/%ρ(V2O5)/ (mg·L-1)ρ(Fe2O3)/ (mg·L-1)ρ(F)/ (mg·L-1)不加含氟助浸剂 加含氟助浸剂980 9803673 42705073 51023599 418580 933342 38864616 4608/ 4450     从表1可知，未加含氟助浸剂时钒的浸出率为80%，而加含氟助浸剂时钒的浸出率为93%。含氟助浸剂能有用进步钒的浸出率。究其原因，这首要是含钒石煤的物质组成比较复杂，钒的赋存状况和赋存价态改动多样，在同一矿体中一般有3种以上的钒矿存在，未加含氟助浸剂仅仅浸出易浸钒（Ⅳ）的部分，但参加含氟助浸剂后，较难浸部分钒也被浸出。因为较难浸部分钒矿结构安稳、细密，参加含氟助浸剂后能够损坏其安稳结构，使矿粒疏松多孔，空气中氧气或浸出液中Fe (Ⅲ）易进入孔隙使不溶于酸的三价钒氧化成可溶于酸的四价钒，让钒释放出来。     （二）含氟助浸剂对萃取率的影响     含氟助浸剂对萃取率的影响如表2所示。 表2  10级逆流萃取萃原液对萃取的影响编号萃余液/(mg·L-1)萃取率/%补白V2O5Fe2O3FV2O5Fe2O3F1927.0//72.26//A1，10h2272.3//91.85//A1，15h3100.2//97.00//A1，20h433.5//99.0//A1，25h533.04099/99.111.2/A1，30h61081//72.18//A2，10h7315.2//91.89//A2，15h8113.6//97.10//A2，20h938.5//99.0//A2，25h1037.04050429099.212.13.6A2，30h     从表2可知，当萃取槽接连进料25h，萃取到达了平衡，此刻含氟系统与不含氟系统钒萃取率别离为99.2%和99.1%，铁的萃取率别离为12.1%和11.2%；一起发现在未到达平衡时各时段钒的萃取率根本共同，因而阐明含氟助浸剂对钒的萃取及别离根本无影响。究其原因，这首要与萃取剂特性有关，P204是归于酸性萃取剂，酸性萃取剂HA只萃取阳离子，萃取作用与阳离子价数及离子半径有关。在硫酸系统中（pH为2），萃原液中的钒以（VO) S04方式存在。VO2+在水相中安稳，VO2+与F-只生成离子型化合物，不会构成络离子，因而虽然系统中有F一存在，但它不改动钒的价态及离子半径，与因而含氟助浸对钒的萃取不受影响。而对P204萃取铁而言，因为萃原液中的铁都是Fe2+，Fe2+与F－也不会构成络离子，因而，二种情况下P204萃取铁的作用也根本共同。     （三）含氮萃余液的处理及循环使用     含氟萃余液的首要成份是Fe2+、H+、SO42-、F-，其间ρ(Fe2+）=4.5g/L，ρ（SO42-）=80g/L，ρ(F-)=4.2g/L，酸度为pH=2。选用石灰乳米中和卒余液，中和进程中主安发作如下反响：     Ca(OH）2+H2SO4＝CaSO4＋2H20     Ca(OH）2+FeS04＝Fe（OH）21↓＋CaS04     Ca(OH) 2+2HF＝CaF2＋2H20     跟着Ca(OH）2不断参加，当pH升至7～8时，萃余液中Fe都会沉降下来（实测上清液Fe浓度为80mg/L)，反响生成很多的CaS04也会不断沉积。而ksp（CaF2）＝1.46×10-10，ksp（CaS04）=5.0×10-6，生成CaF2更简单沉积，实测上清液F浓度为0.2g/L，因而用石灰乳中和萃余液的上清液回来浸出槽，F不会累积下来。一起，试验还标明，上清液回来浸出槽，不会影响侵出作用。     三、结语     （一）含氟助浸剂能有用进步钒的浸出率，硫酸直接浸出钒的浸出率为80%，而参加2%含氟助浸剂后钒的浸出率可达93%。     （二）选用10级逆流萃取，加与不加含氟助浸剂，钒的萃取率均可达99%以上，含氟助浸剂对钒的萃取及萃取别离影响不大。     （三）含氟助浸剂的萃余液通过石灰乳中和至pH为7～8后，上清液回来浸出槽不会引起F的堆集。

一、钛液水解加晶种的意图    由于晶种是决议水解产品粒子形状、巨细和终究产品功能的要害，是诱导热水解正确进行的“导游”。所以在钛液的水解中需求加人晶种。加晶种有下列两方面的效果。    1.确保制得的粒子巨细恰当、均匀，并具有必定结构的水合二氧化钛（即偏钛酸）。这样，在热水解前应在钛液中先培养出或加人必定数量的具有杰出结构的结晶中心（晶种），用以消除本来或许存在的无规矩发作的晶核的影响，以诱导热水解反响的正确进行。若靠钛液自身天然构成的结晶中心所诱导出来的水解产品，其粒子和组成都不规矩。    2.使水解速度加速，使水解效果进行得较彻底，得到较高的水解率和使水洗加速并取得优秀颜料功能的钛。    二、加压水解法颜料级锐钛型水解晶种的制备    选用必定量的、经冷冻结晶别离除掉硫酸亚铁并经板框压滤过的弄清度合格的钛液加人敞口晶种锅，Ti02含量操控在130g/L左右，在拌和下逐步加人NaOH含量为100g/L左右的烧碱液进行中和，先快后慢，直至pH值为2-3，F为0. 25-0. 30，有用酸含量为18-21g/L,总钛含量为70-80g/L.中和温度要小于45℃，铁液中硫酸氧钛的四价钛被中和到必定的酸度而水解生成正钛酸沉积，钛液中含有的硫酸亚钛的三价钛为2-5g/L,在这样的酸度下也水解生成蓝色的氢氧化亚钛沉积，而使整个浆料呈蓝色乳光胶体液。其中和、水解的反响式如下：    中和、水解生成的Ti(OH)4，在机械拌和下进行胶溶和加热熟化，加热温度在65℃左右，保温20-30min,使胶粒微晶化而生成具有必定电荷的Ti02＋和TiO4+，吸附在偏钛酸表面使之带有正电荷而不溶于稀酸，并进步其活性。中和、水解生成的Ti(0H)3在胶溶和熟化过程中，酸度还不行大，还缺乏以被溶解。其正钛酸的胶溶反响式如下：    通过加热熟化后的晶种胶体溶液，经冷却至室温即可运用或备用。[next]    三、常压水解法颜料级锐钛型水解晶种的制备    将浓缩后的铁液，加人敞口晶种锅中，在拌和下不断参加浓度为10％的碱液进行中和，中和速度和拌和速度可先快后慢，以不分出氢氧化亚铁沉积为准（也有先加碱液再用钛液中和碱液的，其先沉积的氢氧化亚铁会被加人钛液中的酸溶解掉）。中和温度在45℃以下，挨近结尾时，分析其组成，若有用酸为14-16g/L,Ti02浓度为50-55g/L,即可在l0min内升温至60℃,保温30min，然后骤冷至40℃以下，即可中止拌和，备用。    四、常压水解法颜料级锐钛型自生晶种的制备    先在常压水解锅中参加必定量的温度90-100℃的水，然后加人Ti02浓度为240-260g/L, F为1.75～1.95，并预热到90-100℃的含2％晶种的钛液。开动拌和，在20min内，按钛液和沸水的体积比为100，（20-30），将钛液加人到水解锅中。在钛液加人到水中时，开始的l min，由于稀释而呈现白色污浊，阐明胶体Ti02现已生成。持续加人钛液，污浊消失。这是由于在拌和下，其均匀涣散在不断加人的钛液中，肉眼无法分辩。此刻可恰当进步温度到103℃左右，大约再通过10min,污浊又从头呈现，阐明已生成很多的胶体Ti02。当胶体悬浮液宣布乳光而又不发作沉积时，胶体TiO2含量到达最高值，其活性也最高。但此刻胶体Ti02最不安稳，极易分出沉积，有必要当即加人待水解的主体钛液。    五、制备锐钛型晶种需求操控的条件    1.中和速度和中和温度    中和是放热反响，中和加人烧碱液的速度过快会使物料的温度过高而发作硫酸氧钛的热水解反响，生成的是偏钛酸而不是正钛酸，这样会下降晶种的活性，一起过快地加人烧碱液，使系统呈现部分NaOH过浓，pH值过大，到达硫酸亚铁水解的酸度而水解生成氢氧化亚铁沉积，这个副反响的发作会影响到晶种的质量。为了操控中和温度，反响温度保持在40-50℃，只要在确保中和温度的情况下，才能够加速中和速度。过高的温度和延伸中和时刻（如超越1h>都会下降晶种的活性。但中和温度过低也会影响碱液的涣散，然后简单引起过度中和使结晶中心的数量和质量均受到影响。    2.中和度    中和度是中和结尾时，钛液中有用酸被碱中和的程度，中和度是决议结晶中心的数量和晶种胶体溶液的安稳性和活性的重要因素。若中和度不行，即加碱量过少，则结晶中心少，不光水解速度慢、水解率偏低，并且所得到的偏钛酸粒子过细，形成水洗困难，或是不沉积的悬浮体，使水洗穿滤丢失大。若中和过度，即加碱过量，则很简单形成晶种的过度水解，使之大大地下降晶种的活性，甚至有很多的氢氧化亚铁沉积而污染了晶种。    3.熟化温度和熟化时刻    在低温下中和所得的正钛酸涣散体是一种无定形的胶体粒子，有被钛液中的游离酸溶解或在寄存时有陈化的倾向而改动其结构的风险。通过加温胶溶、熟化后的晶核，据测定是锐钛型的微晶体，然后不溶于稀酸中。晶种的熟化温度为60℃，保温半小时。晶种的浓度和酸度都比钛液低，过高的熟化温度和过长的保温时刻都会引起晶种的过度水解，然后使结晶中心的数量缺乏和质量变坏。两者要互相配合，即温度选得高时，保温时刻就要相应短些。    4.晶种的浓度    晶种的浓度是指晶种溶液的Ti02浓度。就晶种溶液的安稳性而言，跟着晶种浓度的进步，则安稳性也进步。当浓度低于40g/L时，晶种的安稳性很差，一起加人晶种的体积增大，会下降水解时钛液的Ti02浓度。    5.中和办法和拌和速度[next]    锐钛型晶种多选用碱液加人钛液的办法，一是确保了锐钛型晶型；二是减少了铁质进人微晶体。拌和速度应该先快后慢。    六、金红石型水解晶种（氯化型并流法）的制备    正钛酸法氯化型水解晶种，又称并流晶种。其制备办法是将计量好的硫酸氧钛溶液和碱液(Na2C03或NaOH)并流中和得到正钛酸沉积，经水洗除掉硫酸根离子，然后用加热酸溶，使正钛酸转化为胶溶。当溶液变得通明转而污浊发作乳光时，中止加热并急冷，便制得了金红石型水解晶种。其反响式如下：    这种晶种的活性较高，也比较安稳，但中和时pH值操控很严厉，正钛酸水洗时很费事，假如硫酸根洗不净，得到的是混晶型晶种。现在已很少选用。并流晶种制备工艺流程如图1所示。    七、金红石型水解晶种（氧化锌型并流法）的制备    这种水解晶种的制备特点是省去制备过程中的水洗工艺。由于用氧化锌作中和剂，使钛液中阻止金红石型转化的硫酸根转化为硫酸锌，而锌盐是一种金红石型转化的促进剂，所以能够省去水洗工艺。其制备办法如下：将硫酸氧钛液和氧化锌浆液并流中和，得到正钛酸，直接用胶溶制得金红石型晶种。其反响式如下：[next]    现代钛白出产对这种晶种运用不多，而改用普通锐钛型水解晶种加金红石型煅烧晶种。氧化锌并流晶种制备工艺流程如图2所示。

无氧铜线是什么？“无氧铜线是什么”其实是在问无氧铜线界说。铜材工程师说，无氧铜线是一种铜产品。无氧铜线能够经过制作制作成导线，外面包上绝缘层就成了无氧铜电线了。无氧铜线可不是说不含任何氧了。无氧铜线仍是具有必定氧含量的，仅仅其间的氧含量很少。此外无氧铜线的铜含量是极高的。无氧铜线多少钱要比铜合金线多少钱贵些，也正是由于其铜含量高的原因。“无氧铜线是什么”的问题仍是比较好问答的。无氧铜线　　无氧铜线是什么？　　1、无氧铜线是指用无氧铜拉制而成的线材。　　2、无氧铜线是指以高纯阴极铜为质料、熔体用煅烧木炭掩盖、冶炼锻造在密封条件下加工的含氧量在30×10-6以下的紫铜线材。　　无氧铜线牌号是什么？无氧铜线牌号包含高纯无氧铜和磷脱氧铜。其间高纯无氧铜线牌号TU0、TU1、TU2；磷脱氧铜线牌号包含TP1、TP2、TUP等。　　无氧铜线应用范围是什么？无氧铜线应用范围主要是电子、机械工业等部分。　　无氧铜线直径、答应误差是什么要求？见无氧铜线直径、答应误差表无氧铜线直径、答应误差表直径0.05~0.10＞0.10~0.32＞0.32~0.62＞0.62~1.0＞1.0~3.20＞3.20~6.0答应误差5级-0.006-0.02-0.025-0.03-0.04-0.0486级-0.01-0.035-0.04-0.045-0.06-0.08　　无氧铜线单卷分量是什么要求？见无氧铜线单卷分量表无氧铜线单卷分量表线材直径mm每卷分量kg不小于标准卷较轻卷0.05~0.100.050.02＞0.10~3.20.30.1＞0.32~0.620.50.3＞0.62~1.02.01.0＞1.0~3.204.02.0＞3.20~6.05.03.0　　无氧铜线表面是什么要求？　　1、线材表面应润滑、清洁?不该有裂纹、起皮、起刺、粗拉道、折叠和搀杂。　　2、细微的部分的斑驳、凹坑、划伤等缺点，应不使线材直径超出其答应误差。　　3、细微的发红、发暗和氧化色及细微的部分的水迹、油迹不作作废根据。　　4、线材断口应细密，无缩尾、气孔、分层和搀杂。供方可不进行断口查验，但有必要确保。　　无氧铜线查验规矩是什么？　　1、线材应由供方技能监督部分检验，并确保产品质量契合标准要求　　2、每卷(轴)线材应进行直径丈量，用肉眼进行外观检査。　　无氧铜线氧化变色是什么原因？　　1、寄存环境无氧铜线经退火后，假如寄存作空气湿度大的环境中，加上白天和黑夜有温度，空气中的水蒸气会在铜线表面凝成水膜。由于无氧铜线的含氧量在5ppm左右，铜原子极易与水膜中的氧原子结合，生成氧化膜而使铜线表面变色。　　2、纸包量浇包技术的影响。在纸包线加工中，为了使纸带不易开裂和包得严密，常在纸带盘两边刷上水。当附有水份的纸带包绕在无氧铜线后，粘附有水份的铜线便发生氧化，特别在旱季乃至氧化变黑。　　3、退火出炉温度。假如退火后出炉时的无氧铜线温度在40?50℃,会加快铜线氧化。假如此刻空气湿度大，出炉2?3h就会氧化变色。若将尚有余热的铜线就进行纸包，经一段时刻后铜线会氧化变黑。　　无氧铜线的氧化变色，一般比用热轧铜杆加工的铜线更严峻。这是由于后者含氧量高，在退火时其氧原子与铜原子及杂质原子之间就相互作用，受这些氧化物的控制，在纸包后由水份引起的氧化，仅是一层很薄的氧化亚铜保护膜。这一点，己被咱们进行的两种铜线纸包线经浸水1h、再在室内放7d的比照实验所证明。　　无氧铜线氧化变色处理办法是什么？　　1、延伸铜线退火时的冷却时刻，出炉时无氧铜线的温度应比热轧杆的铜线低10~15°C,一般控制在40℃以下。　　2、尽可能寄存在枯燥的环境。　　3、用SN防银变色剂对铜线表面进行化学处理，使之构成能避免氧化变色的一层保护膜。这种防银变色剂的S组份是白色粉末状的巯基酰胺类化合物，可用水作溶剂；它既再有在铜线表面均匀粘附成膜的亲水性基团，又具有可增加药剂水平涣散才能的亲水性酰胺基。N组份是成膜潮湿剂，含有聚乙烯醇及乳化剂等物质。　　咱们将按份额要求制造的防银变色剂溶液，放罝在设备于纸包机放线端的容器内，让放出的无氧铜线经过此设备后涂上处理液，并构成一层保护膜，然后再包绕纸带。选用这种办法加工的无氧铜纸包线，从未发现有铜线氧化变色的问題。它防氧化作用好，技术简中，处理液用量少，纸本低。 

现在，从钨渣中提取战略物资钪多选用硫酸为溶剂。在其工艺过程中，产出很多含有硫酸锰、硫酸亚铁和硫酸的废液。该废液假如直接排放，不只严峻污染环境，并且糟蹋很多有价资源。硫酸锰用处广泛，可用作油漆、油墨和涂料的催干剂、有机组成的催化剂、饲料添加剂、农业锰肥，以及制备金属锰、二氧化锰、其他锰盐的质料。跟着工业的高速开展，对硫酸锰的需求量必定日益添加，质量必将日益进步。         一、实验部分 （一）实验质料 废液：含MnSO470.56g/L，H2SO4139.7g/L，FeSO4138.1 g/L。软锰矿：含Mn32.67%，Fe8.45%，Ca0.28%，Mg0.11%（均为质量分数），200目。菱锰矿：含Mn 20.18%，Fe2.89%，Ca4.65%．Mgl.82%，Al2.36%，Si11.63%（均为质量分数），100目。 （二）实验原理 首要，使用软锰矿中的二氧化锰将废液中的二价铁氧化成三价；继之使用菱锰矿中和废液中的硫酸，当PH大于2时，三价铁水解发生沉积，水解所发生的酸相同可以使用菱锰矿来中和；然后参加碳酸锰，水免除铝，一起进一步水免除铁，过滤获得首要含硫酸锰的滤液。有关化学反响式为：在水免除铁、铝后的滤液中参加硫化锰，除掉钴、镍、铜、锌、铅等重金属。其化学反响式为：  在除重金属后的滤液中参加新制备的水合二氧化锰，吸附除硅。然后，在除硅后的滤液中参加氟化锰，除掉钙、镁、稀土元素(RE)。其化学反响式为：（三）实验办法 在2000mL烧杯中，参加提钪废液，加热升温至85℃，拌和下按必定份额参加软锰矿，反响30min；然后，拌和下缓慢参加适量菱锰矿，保持反响温度为85℃，反响50min；接着，拌和下参加新制备的碳酸锰浆液调理PH为在5.0～5.5，水解沉积除铁、铝，煮沸15min，过滤。滤渣用30～40℃蒸馏水洗刷。将滤液加热升温至90℃，拌和下参加适量硫化锰浆液，持续煮沸60min，重金属生成硫化物沉积，静置，过滤除掉不溶物。在隙重金属后的滤液中，于室温下参加适量新制备的水合二氧化锰，吸附除硅，持续拌和30～40min，静置，过滤除掉不溶物。将除硅后的滤液加热煮沸，拌和下滴加适量氟化锰饱满溶液，持续拌和30min，钙、镁、稀土元素生成氟化物沉积，静置，过滤除掉不溶物。将已净化除杂质的滤液加热浓缩，分出硫酸锰结晶，趋热过滤，用适量的近饱满的纯硫酸锰热溶液洗刷结晶，最终于120℃枯燥2h获得高纯硫酸锰。         二、成果与评论 （一）反响温度对锰浸出率的影响 保持废液、软锰矿、菱锰矿用量及反响时间不变，仅改动反响温度。反响结束，用3mol/L调理PH为5.5～6.0，煮沸，抽滤并洗刷。测定滤液中锰的含量，核算锰浸出率。反响温度的改动对锰矿中锰浸出作用的影响，见图1。从图1可以看出，跟着温度的升高，锰的浸出率增大，当温度高于353K，即80℃时，锰的浸出率增幅很小。可挑选反响温度为358K，即85℃。  图1 反响温度对锰浸出率的影响 （二）菱锰矿用量对锰浸出率的影响 保持废液和软锰矿用量、反响时间及反响温度不变，仅改动菱锰矿用量。反响结束，用3mol/L调理PH为5.5～6.0，煮 沸，抽滤并洗刷。测定滤液中锰的含量，核算锰浸出率，成果见图2。 图2 菱锰矿用量对锰浸出率的影响从图2可以看出，跟着菱锰矿用量的添加，锰的浸出率减小。归纳考虑锰的浸出率和废液中硫酸的使用率，挑选菱锰矿用量为220～230g/L较为合理，此刻菱锰矿中和反响的终究PH约为3.5。 （三）菱锰矿反响时间对锰浸出率的影响 保持废液、软锰矿、菱锰矿用量、反响温度及软锰矿的反响时间不变，仅改动菱锰矿的反响时间。反响结束，用3mol/L调理PH为5.5～6.0，煮沸，抽滤并洗刷。测定滤液中锰的含量，核算锰浸出率。菱锰矿反响时间对锰浸出作用的影响见图3。 图3 菱锰矿反响时间对锰浸出率的影响  从图3中可以看出，跟着菱锰矿反响时间的添加，锰的浸出率增大，当菱锰矿的反响时间大于40min后，锰的浸出率增幅不大。可挑选菱锰矿的反响时间为50min。 （四）硫酸锰溶液的净化 通过碳酸锰中和水解法除铁和铝；硫化锰法除重金属；水合二氧化锰吸附法除硅；氟化锰法除钙、镁和稀土元素。使用锰盐除杂质，不会带入阳离子杂质；结晶时也不会分出复盐如硫酸锰铵等。        2.5 高纯硫酸锰的质量指标 将已净化除杂质的滤液加热浓缩，分出硫酸锰结晶，趋热过滤，用近饱满的纯硫酸锰热溶液洗刷，最终枯燥获得高纯硫酸锰。在结晶母液中，参加碳酸氢铵制备碳酸锰；参加硫化铵制备硫化锰；参加过氧化氢和制备水合二氧化锰。将碳酸锰溶于浓制备氟化锰。 三、定论 使用软锰矿氧化废液中的二价铁；使用菱锰矿中和废液中的硫酸；再通过碳酸锰中和水解法除铁、铝；硫化锰法除掉钴、镍、铜、锌、铅等重属；水合二氧化锰吸附法除硅；氟化锰法除掉钙、镁、稀土元素；最终，浓缩结晶，过滤洗刷和枯燥，获得高纯硫酸锰。本实验除杂质办法可以获得令人满意的除杂作用，硫酸锰的质量指标优于国标一级品质量要求，锰的收率可达90%左右。本工艺充分使用了钨渣提钪废液中的有价资源，一起消除了污染。

八、金红石型晶种（法）的制备    晶种的制法是将TiCl4浓度为823g/L,有用酸浓度为569g/L的浓溶液溶于水中，配成475g/L的溶液。另将配成67g/L的碱液。先将核算好的碱液放人珐琅晶种锅中，在拌和下加人核算好的新配成的溶液，进行部分中和，保存一部分过剩的供酸溶时运用。中和进程坚持温度在20℃以下，中和结尾操控HCl/Ti02的酸度系数在0.7-0.8之间，Ti02浓度在40-45g/L之间，然后在前15min内升温至50℃，在后15min内再升温到80℃，进行酸溶熟化，F操控在0. 25-0.45之间。接着急冷至室温备用（亦有再用碱液将这种溶胶凝集，并用离子交换水洗去氯离子后，将它涣散在离子交换水中成为涣散体运用）。其有关反响式如下：    溶于水时，会放出很多的热，必定要将缓慢地溶于水。制造的进程放出很多的氯化体，可经水吸收后排放。中和时有必要将溶液加人到碱液中去，只要这样才干得到100％的金红石型晶种，若将碱液加人到溶液中，则制得的是混晶型晶种，若选用并流中和，则制得的是无定形晶种。因为晶种的活性高，所以是金红石型水解晶种中最重要、运用最广泛的一种。曩昔在国外有较多的供应商运用，可是的储存、运送、稀释都很费事，一旦走漏，会有很多氯化体溢出污染环境，因而我国很少选用。    九、金红石型煅烧晶种的制备    现代金红石型钛出产中，水解时不用加人金红石型晶种，而是改用参加普通锐钛型晶种，到漂白或盐处理时才加人锻烧晶种。锻烧晶种的制法是将漂白水洗合格的偏钛酸（浆液浓度以Ti02计为250g/L左右）和浓度≥４２％的溶液，按NaOH：H2Ti03 = 2. 3：1的份额，在拌和下顺次计量加人不锈钢制成的反响锅中，夹套加热至欢腾，并在欢腾下煮4h,使偏钛酸溶解转化为正钛酸钠。在煮沸进程中，浆液一度变得非常黏稠，因而拌和轴的强度和电动机的功率都要恰当加大。碱溶完毕后，用夹套冷却水冷却至60℃，放人水洗罐，洗掉游离碱和硫酸钠，使之进步晶种活性。在水洗进程中，有部分正钛酸钠会水解生成正钛酸。一次水洗之后，用1:2的中和至pH值为3.5，使一切正钛酸钠都生成正钛酸沉积。接着过滤并进行第2次水洗，洗去氯离子和钠离子。最后用进行酸溶，煮沸并坚持欢腾2h后，急冷到40℃备用。操控F在0.45-0.55之间。制得的锻烧晶种含TiO2浓度为95-105g/Lo金红石型转化率为98%-100％，电镜照片晶种呈杰出涣散状况的柳叶形颗粒。工业上常在漂白前加人锻烧晶种，运用漂白和漂洗除掉其中铁等可溶性杂质，使之不影响产品白度。加人锻烧晶种的量一般为2%-5％。其制备的反响式如下：[next]    金红石型煅烧晶种制备工艺流程如图3所示。    株洲化工集团公司李峰选用碱钛比NaOH/Ti02= 2. 1，中和结尾pH值为3.5-4, HC1/TiO2=0.35-0.50,快速冷却，制出了活性较高的煅烧晶种。选用这种高活性锻烧晶种，能实现在较低温度下（约下降100℃）向金红石型转化，能进步产品上色力。    十、高活性晶种的制备及制晶种呈现异常情况的处理    高活性晶种的制备是将碱液和钛液别离预热到必定温度后，将钛液与碱液充沛混合，二者发作剧烈的反响后，稍加熟化，敏捷测定晶种功能指标，然后马大将合格的晶种加到已预热至必定温度的水解钛液中。此法的关键是所用的碱液浓度及碱液与钛液二者之间的配比应精确。高活性晶种的制造要敏捷，整个操作要在30min内完结。配好晶种后，寄存时刻不得超越l0min。    制晶种常见的异常现象是晶种的过度水解，发生很多的白色沉积物、变污浊、失效而成为坏种。‘形成的原因是因为没有把握好制备条件或储存不妥等。处理的方法能够下降等第运用，或在钛液水解欢腾翻白后1h,将蜕变的晶种加人到水解锅中加以收回。但这种蜕变晶种只能用于等级低钛的出产，不能用于出产颜料级钛。    十一、水解晶种参加量的核算    晶种加人量的多少，对水解的速度、水解进行的彻底程度、水解产品偏钛酸的状况和对制品的功能等都有较大的影响，因而有必要操控好晶种的加人量。经过实践探索，断定了各种不同种类的晶种加人量，以总Ti02的百分率来核算，其核算公式如下：[next]    十二、选用四价钛水解晶种的优点    四价钛晶种就是在制晶种时，先用30％的将钛液中的三价钛悉数氧化，然后加人碱液中和，即生成四价的氢氧化钛沉积作为晶种的晶核。这种晶种稳定性好，用来制得的钛其和消色力都比较好。假如不运用氧化，而运用液碱，因为液碱中含有游离氯和次等氧化性很强的物质，这些强氧化性物质，起到了的效果，很快就把钛液中蓝色的三价钛氧化为无色的四价钛。这样制出的晶种，不像正常用固碱制出的蓝色晶种，而是呈现黄绿色。用硫酸铵试液查验，现已呈现深红色，阐明液碱里含有游离氯和次较多，已氧化过度，使不少的硫酸亚铁氧化为三价的硫酸铁。然后在制晶种时操控有用酸偏高，三价铁尚属溶液，没有水解成氢氧化铁沉积，当晶种加到水解的钛液里，三价铁会被钛液中的三价钛还原为亚铁，所以对产品白度仍是不会有影响。一起还起到了四价钛晶种的效果，使产品的白度和消色力都很好。

我国电解锰工业发展40余年，目前已成为全球最大的电解锰生产、出口和消费国。在电解锰生产过程中，不可避免地在阳极区产生大量的废渣，其锰含量高达40%～50%，主要成分为Mn4+的水合氧化物，且含有显著量的Pb2+、Sn2+等重金属杂质。由于不能通过简单机械或选矿方法直接回收利用，大多数电解锰厂采取堆存或廉价出售的方式，不仅浪费资源且易造成环境污染。对锰阳极泥的研究和利用已有报道，如氧化焙烧制备化学二氧化锰、高温还原挥发脱除重金属杂质等，这些方法在产品纯度或高热设备投资方面使应用具有一定的局限性。本研究以湿法还原浸取为基础，开发出以锰阳极泥制备高纯硫酸锰的两种实用工艺路线，通过比较和优化工艺条件，为湖北某电解厂锰阳极泥的回收和利用的中试及工业化奠定基础。 一、实验部分 （一）实验原料 硫酸、碳酸钙：化学纯；硫化铵：分析纯；锰阳极泥：取自湖北某电解锰厂，破碎后平均粒度0.2mm，其主要成分(%)Mn 50.9、O 37.1、S 5.83、Pb 3.38、Ca 2.04、Si 0.03、P 0.03、K 0.15、Mg 0.26、Se 0.27、Sn 0.06、Cu 0.01;木屑：平均粒度0.3mm。 （二）反应原理 本工艺采用的木屑富含的纤维素(C6H10O5)n等在较浓硫酸的作用下膨胀、水解生成还原糖，酸性条件下，可与二氧化锰发生氧化还原反应生成可溶性的硫酸锰。工艺涉及的主要反应为：（三）工艺及操作流程 工艺1流程如图1所示。由于浸出反应放热，反应比较剧烈，在木屑水解到适宜程度后，应缓慢分次加入锰阳极泥。滤液进行净化等处理即得到高纯硫酸锰成品。图1  锰阳极泥回收制备硫酸锰（工艺1） 工艺2流程如图2所示，反应平静后得到的黑色糊状物在300℃左右进行加温熟化。熟化后得疏松多孔灰白色固体混合物，用清水浸泡，过滤即得硫酸锰浸出液。后续纯化处理与工艺1相似。图2  锰阳极泥回收制备硫酸锰（工艺2） （四）工艺比较分析 选取锰阳极泥粉50g进行试验。其中硫酸、木屑用量为理论量的110%。 工艺1木屑用量15g，硫酸用量27.6mL，水解时间0.5h，浸锰时间1.5h，浸锰温度90℃。工艺2木屑用量8g，硫酸用量27.6mL，熟化时间1.25h，熟化温度300℃。工艺效果：工艺1浸出液消耗碳酸钙量为工艺2的3倍，且需进行二次脱色；两种工艺锰浸出率分别为98%和99.7%；锰回收率分别为90%和98%。 由以上数据看出，工艺2中木屑用量相对少，产渣量也极少，成本低，收率高。因为该工艺在熟化过程中产生的腐殖质和部分炭化的木屑可继续进行还原浸出，使木屑中的碳素得到充分利用，同时有机色质也得以去除，且浸出率和回收率得到提高。而工艺1在低温下反应，木屑利用率低，消耗木屑多，产渣量大，脱色麻烦。因此选取工艺2制备硫酸锰，并进行相应的工艺优化。 二、工艺优化结果与讨论 固定锰阳极泥粉质量50g，选用工艺2路线，以锰的浸出率为目标函数，选择木屑用量、硫酸用量、熟化时间、熟化温度等，设计四因素三水平正交试验L9(3)4，实验因子及水平见表1。 表1  正交试验因子及水平实验结果表明，4个因素对锰浸出率的影响顺序为A>B>C>D。由正交试验选出的较佳条件为：硫酸用量27mL、木屑用量7g、熟化时间1h、熟化温度300℃。 （一）木屑用量对锰浸出率的影响 单因素考察木屑用量对锰浸出率的影响见图3。木屑用量7g时，锰浸出率已达99.5%。实验表明，继续增加木屑量会增加多余的碳素和有机质，并相应要延长熟化时间，增加药品及能耗。故选取7g/50g(木屑／锰阳极泥)为宜。图3  木屑用量对锰浸出率的影响 （二）硫酸用量对锰浸出率的影响 在正交实验基础上单独考察硫酸用量对锰浸出率的影响，结果见图4。硫酸用量对锰浸出率影响比较明显，随着硫酸用量的增加锰浸出率相应增大，当硫酸用量为理论用量的107%时(27mL)，锰浸出率为99.7%。再增加硫酸用量导致溶液酸度高，中和时消耗的碳酸钙质量增加，增大工业化成本。因此，27mL硫酸用量比较合适。图4  硫酸用量对锰浸出率的影响 （三）熟化时间对锰浸出率的影响 熟化时间对锰浸出率的影响不是很大，熟化温度的选取以脱去碳素和有机色质为原则。熟化时间和熟化温度分别选取1.25h和300℃。 三、结论 （一）最优优化工艺条件：硫酸用量27mL、木屑用量7g，熟化时间1h、熟化温度300℃，其锰浸出率达到99.5%以上，锰回收率可达到98%； （二）经纯化后高纯硫酸锰产品的重金属含量达到GB/T 15899－1995的要求。