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    工業二氧化錳制備化工方法

    時間:2021-01-22 09:54:11 來源: 點擊:96864次

    二氧化錳是一種無機化合物,化學式是MnO?,在自然界以軟錳礦形式存在。物理性狀:黑色無定形粉末,或黑色斜方晶體。溶解性:難溶于水、弱酸、弱堿、硝酸、冷硫酸,加熱情況下溶于濃鹽酸而產生氯氣。

    二氧化錳是一種無機化合物,化學式是MnO?,在自然界以軟錳礦形式存在。物理性狀:黑色無定形粉末,或黑色斜方晶體。溶解性:難溶于水、弱酸、弱堿、硝酸、冷硫酸,加熱情況下溶于濃鹽酸而產生氯氣。

    工業二氧化錳制備化工方法

    主要取自天然礦物軟錳礦。普遍采用高溫硫酸錳溶液電解法制取,碳酸錳礦和軟錳礦均可作為原料。硫酸錳溶液的制備包括浸取、除鐵、中和、除重金屬、過濾、靜置除鈣鎂等工序,經高溫電解后制得粗產品,再經處理包括剝離、粉碎、洗滌、中和與干燥等過程制得合格晶。當采用氯化錳溶液電解可制得纖維狀二氧化錳。還有碳酸錳、硝酸錳熱解法,由低價氧化錳與氧化劑如氯酸鈉、氯氣、氧氣等分別組合反應直接氧化制得。

    硫酸錳

    將菱錳礦粉與硫酸按質量比值1 : 1.8~1 : 2.0混合進行反應,生成硫酸錳,正常情況下使用電解槽的循環酸,并補充部分硫酸,待pH=4時,加入少量二氧化錳粉,將溶液中Fe2+氧化成Fe3+,再加石灰乳中和至pH近中性,加人硫化鋇飽和溶液,使重金屬離子生成硫化物沉淀,經過濾配制成電解液組成:MnSO4=120±20 g/L、H2SO4=30±10 g/L,在溫度93±5℃,槽電壓2~3 V下,通常經20~30天電解,在陽極上沉積生成塊狀粗品,粗品經剝離、粉碎、用水多次漂洗,并加入碳酸氫鈉中和至pH=5~7,再經過濾、干燥、粉碎,制得電解二氧化錳產品。

    化學方程式為:

    MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑

    2FeSO4+MnO2+2H2SO4=Fe2(SO4)3+MnSO4+2H2O

    Fe2(SO4)3+6H2O=3H2SO4+2Fe(OH)3↓

    MnSO4+2H2O=電解=MnO2↓+H2SO4+H2↑

    氯化錳法將菱錳礦與過量鹽酸進行反應,生成氯化錳溶液,待反應完成后,加入石灰進行中和,控制Ph=4左右,加入氧化劑過氧化氫使Fe2+氧化生成氫氧化鐵沉淀而除去,凈化的氯化錳溶液加入硝酸錳配成電解液,使氯化錳濃度0.5~2.0 mol/L,HCl的濃度0.01~1.0 mol/L。電解液中可加入含量10%~15%的硝酸錳,在溫度85~95℃下電解,這樣可解決電解過程中微量氯放出反應所造成的空氣污染及腐蝕問題。電解得到纖維狀二氧化錳,再經粗品剝離、粉碎、中和漂洗、過濾、干燥、粉碎,制得電解二氧化錳產品。

    化學方程式為:

    MnCO3+2HCl=MnCl2+H2O+CO2↑

    MnCl2+2H2O=電解=MnO2↓+2HCl+H2↑

    多為地下開采,一般工藝流程同“磷塊巖”。常用的選礦方法有手選、磁選、浮選、重選等,此外化學選礦和細菌浸取法用于錳礦石有大量試驗。

    湖南省湘潭錳礦選礦工藝流程如下:

    硝酸錳法將軟錳礦與煤粉混合,經還原焙燒使高價錳還原成一氧化錳,用硝酸及硫酸浸取,經過濾、凈化,得硝酸錳溶液,再經濃縮、熱分解得二氧化錳,后經稀硝酸精制、硫酸活化處理、水洗、干燥,制得化學二氧化錳產品。

    化學方程式為:

    MnO2+C=MnO+CO↑

    MnO2+CO=MnO+CO2↑

    MnO+2HNO3=Mn(NO3)2+H2O

    Mn(NO3)2=MnO2+2NO2↑

    碳酸錳法軟錳礦細粉碎與煤粉混合,進行還原焙燒生成氧化錳,用硫酸浸取,所得硫酸錳溶液中和到Ph4~6,沉淀雜質過濾除渣,濾液加硫化鈉凈化,經壓濾,加入碳酸氫銨及晶種生成碳酸錳沉淀,在空氣中通水蒸氣于大約450℃下焙燒熱分解,生成二氧化錳,剩余的碳酸錳及低價氧化錳,經硫酸溶出,氯酸鈉重質化,再經洗滌,烘干得化學二氧化錳。

    化學方程式為:

    2MnO2+C=2MnO+CO2↑

    MnO+H2SO4=MnSO4+H2O

    MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3+CO2+H2O+(NH4)2SO4

    MnCO3+0.5O2=MnO2+CO2↑

    MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑

    5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Na2SO4+4H2SO4+Cl2↑ 

    天然錳礦活化法

    將高質量的軟錳礦在空氣中加熱到600~800℃,或在還原劑(如煤粉、天然氣)存在下,加熱到300℃進行還原焙燒,使二氧化錳還原生成三氧化二錳,還原產物再經熱硫酸處理,歧化三氧化二錳得到高活性.γ-MnO2和硫酸錳,酸浸后漿液經過濾、洗滌、干燥、制得活性二氧化錳。

    化學方程式為:

    2MnO2+C=Mn2O3+CO↑

    Mn2O3+H2SO4=MnSO4+MnO2+H2O


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