鄒 興

(北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院,北京 100083)

北京科技大學(xué)冶金學(xué)院有色系錳課題組成立于1998年,是專業(yè)研究錳礦深加工和錳系列產(chǎn)品制備新工藝、新方法和新技術(shù)的課題組,也是多年來國內(nèi)外唯一系統(tǒng)研究錳課題的專業(yè)課題組。

課題組10多年來已經(jīng)先后研究成功一系列重大成果。其中與錳有關(guān)的課題主要有以下幾種。

1 用錳礦石的硫酸浸出液直接制備高純四氧化三錳第1代至第3代技術(shù)

該課題難點多、難度大和資金投入量大。課題組已于2004年在國內(nèi)外率先研究成功第1代制備技術(shù),并于2005年初成功應(yīng)用于山西某廠,現(xiàn)已達(dá)年產(chǎn)1萬t四氧化三錳的生產(chǎn)規(guī)模。多年運行結(jié)果表明其技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)穩(wěn)定,已是一項十分成熟的技術(shù)。

課題組已于2008年研究成功第2代制備技術(shù),第2代技術(shù)與第一代相比較,工藝更加簡化,投資減少約1/4,工藝參數(shù)更易控制?，F(xiàn)已在全國建有兩個工廠,其中一家已成功投產(chǎn)運行數(shù)月,各項指標(biāo)完全達(dá)標(biāo),另一家計劃于2011年投產(chǎn)。

課題組已于2010年研制成功第3代制備技術(shù),與前2代相比較,第3代技術(shù)最大的特點是環(huán)境友好和低成本。從技術(shù)含量比較,第3代技術(shù)的技術(shù)含量最高。

2 用錳礦石的硫酸浸出液直接制備高純?nèi)趸i

該技術(shù)已于2009年研究成功,有待應(yīng)用。

3 用錳礦石的硫酸浸出液直接制備高純和超高純碳酸錳

高純碳酸錳一般用電解金屬錳制備,成本非常高。本技術(shù)于2008年研究成功,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用,其質(zhì)量優(yōu)于金屬錳制備法,但成本要低得多。

4 用錳礦石的硫酸浸出液直接制備高純和超高純硫酸錳

本技術(shù)于2009年研究成功,有待應(yīng)用。

5 用錳礦石的酸浸液直接制備高純和超高純氯化錳

該技術(shù)已于2007年研究成功,有待應(yīng)用。

6 化學(xué)二氧化錳制備新工藝

化學(xué)二氧化錳一般用碳酸錳氧化制備,該法存在視密度小、成本高和環(huán)境污染等問題。本課題不采用碳酸錳做中間體,而采用錳的其他形態(tài)作中間體,在催化劑存在下用空氣等做氧化劑氧化制備。該課題還處于研究之中。

7 高純MnOOH制備新工藝

MnOOH一般用高價錳化合物加還原劑制備,成本高。本技術(shù)是直接用硫酸錳溶液制備,其成本低,質(zhì)量好。該技術(shù)已經(jīng)是一項十分成熟的技術(shù),有待應(yīng)用。

8 軟錳礦全濕法浸出新技術(shù)及其浸出液凈化新技術(shù)

軟錳礦尤其是低品位軟錳礦在我國儲量較豐富。對高品位軟錳礦來說,其浸出一般先采用還原焙燒,后經(jīng)酸浸的方法。該法要求使用高品質(zhì)礦石,另外環(huán)境污染大；對低品位軟錳礦浸出方法常用兩礦法,該法浸出溫度高,時間長,雜質(zhì)浸出率大,凈化除雜難。本課題組系統(tǒng)研究了軟錳礦浸出系列新方法,比如二氧化硫浸出法、有機還原劑浸出法、菱錳礦和軟錳礦混礦浸出法、活性炭浸出法、煤粉浸出法、硫磺浸出法等。

對軟錳礦全濕法浸出的各種方法來說,浸出液中雜質(zhì)離子 Zn2+、Co2+、Ni2+、Cd2+、Pb2+、FeX+、Mg2+、Ca2+、Al3+以及硅酸鹽離子等都比較高,用常規(guī)方法很難進(jìn)行有效分離,需要建立新的方法和新的分離工藝,本課題組經(jīng)多年研究,已經(jīng)研究出一系列新的獨有的分離方法和技術(shù)。

9 用軟錳礦生產(chǎn)電解金屬錳的新技術(shù)

用部分或用全部軟錳礦經(jīng)全濕法浸出生產(chǎn)電解金屬錳時,重金屬離子分離難是制約其發(fā)展的關(guān)鍵問題。分離重金屬離子常用的方法是硫化物沉淀法,通過系統(tǒng)研究表明：該法很難將軟錳礦浸出液中的各種重金屬離子濃度降至1.0 mg/L以下。本課題組已經(jīng)研究成功高效分離法,能將重金屬離子分離至完全滿足錳電解的要求。

10 無鉻無磷鈍化電解金屬錳新技術(shù)

電解金屬錳片容易氧化變黃,需要及時鈍化處理。常用的鈍化方法為鉻鹽鈍化法,該法效果好,成本低,但六價鉻對環(huán)境污染大。除鉻鹽法外,還有少數(shù)廠家采用無鉻含磷鈍化法,該法效果較差,無光澤,另外因含磷造成金屬錳磷含量明顯偏高,不利于錳的應(yīng)用。本課題組研究成功無鉻無磷鈍化法,新方法效果好,鈍化后的金屬錳片有銀灰色金屬光澤,質(zhì)量類似鉻鹽法。

11 其他

無硒電解金屬錳的新技術(shù)；用各種錳的氧化物制備高性能錳酸鋰新技術(shù)；濕法制備錳鋅鐵氧體新技術(shù)。這3個課題還處于研制之中,只有階段性的成果。