植物粉末浸出软锰矿工艺研究

摘要

锰在农业、轻工、化工等方面有着十分广泛的用途，由此软锰矿浸出技术一直是国内外锰矿加工的一个重要研究内容。本文利用自然界中贮藏量十分丰富的植物粉末源取代传统的无机物作还原剂，对植物粉末-硫酸浸出软锰矿中锰的工艺和方法进行了研究。
　　 本文先用单因素法研究了影响微晶纤维素还原软锰矿的因素如软锰矿质量、液固比、硫酸浓度、反应温度、反应时间等对软锰矿中锰浸出率的影响。并以此为参考，进行了以广西盛产的木薯渣以及甘蔗渣为还原剂原料，硫酸存在下浸取软锰矿中锰工艺条件的研究。通过单因素试验和响应曲面试验，考查了木薯渣、甘蔗渣的用量、液固比、硫酸浓度、温度以及反应时间对浸出结果的影响，实验表明：
　　 (1)在取10g软锰矿进行试验时：木薯渣浸锰最佳工艺条件为木薯渣用量5g，硫酸浓度为3 mol.L-1，反应时间为150min，温度是80℃，液固比为10:1，其浸出率达到94.08%；通过响应曲面法设计实验并利用统计软件Design Expert中Central Composite Design的模型，对试验结果进行多元回归拟合，二次多项式方程：Y=42.27+3.86×A-0.047×B+11.87×C+16.52×D+5.58×E+0.36×A×B+0.87×A×C-0.043×A×D-0.95×A×E-0.67×B×C-0.18×B×D-1.22×B×E-3.77×C×D-0.18×C×E-2.31×D×E+5.60×A2+4.42×B2+3.15×C2，回归分析表明该模型能适用94%的响应值的变化，结果模型系数的显著性检验可以得到因素的主效应关系为：木薯渣用量>时间>温度>液固比>硫酸浓度。
　　 (2)甘蔗渣浸锰最佳工艺条件为木薯渣用量5g，硫酸浓度为3mol.L-1，反应时间为150min，温度是80℃，液固比为20:1，其浸出率达到95.08%，通过响应曲面法设计实验并利用统计软件Design Expert中CentralComposite Design的模型，对试验结果进行多元回归拟合，二次多项式方程Y=57.17+5.59× A-0.34×B+9.96× C+19.28× D+5.67× E+0.066×A×B+0.32×A×C-0.36×A×D+0.74×A×E-1.18×B×C+0.65×B×D+1.34×B×E-0.45×C×D+0.98×C×E-0.96×D×E+0.015× A2-0.16× B2-1.74× C2-0.55×D2-0.80× E2，回归分析表明该模型能适用95%的响应值的变化，因素的主效应关系为：温度>硫酸浓度>时间>甘蔗渣用量>液固比。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述与立题背景

1.1 引言

1.2 软锰矿制备硫酸锰工艺研究概况

1.2.1 焙烧还原法

1.2.2 湿法还原浸出

1.2.3 其他还原软锰矿方法

1.3 课题研究的目的、意义和主要内容

1.3.1 课题研究的目的和意义

1.3.2 课题研究的主要内容

第二章 实验部分

2.1 实验材料与设备

2.1.1 实验材料

2.1.2 实验仪器设备

2.1.3 实验过程

2.2 反应机理

2.3 分析方法

第三章 植物粉末浸出软锰矿工艺研究

3.1 结果与讨论

3.1.1 软锰矿与纤维素用量之比

3.1.2 液固比对软锰矿浸出率的影响

3.1.3 硫酸浓度对软锰矿浸出率的影响

3.1.4 反应温度对软锰矿浸出率的影响

3.1.5 反应时间对软锰矿浸出率的影响

3.2 小结

第四章 木薯渣浸出软锰矿的工艺研究

4.1 木薯渣浸出软锰矿单因素实验研究

4.1.1 木薯渣用量对软锰矿浸出率的影响

4.1.2 液固比对软锰矿浸出率的影响

4.1.3 反应温度对软锰矿浸出率的影响

4.1.4 硫酸浓度对软锰矿浸出率的影响

4.1.5 反应时间对软锰矿浸出率的影响

4.2 响应曲面法实验设计及结果分析

4.2.1 响应曲面法

4.2.2 响应曲面法实验设计

4.2.3 实验结果与分析

4.2.4 模型验证试验

4.3 小结

第五章 甘蔗渣浸出软锰矿的工艺研究

5.1 甘蔗渣浸出软锰矿单因素实验研究

5.1.1 反应时间对软锰矿浸出率的影响

5.1.2 甘蔗渣质量对软锰矿浸出率的影响

5.1.3 液固比对软锰矿浸出率的影响

5.1.4 反应温度对软锰矿浸出率的影响

5.1.5 硫酸浓度对软锰矿浸出率的影响

5.2 甘蔗渣浸出软锰矿响应曲面法实验设计及结果分析

5.2.1 响应曲面法实验设计

5.2.2 实验结果与分析

5.2.3 模型验证试验

5.2.4 小结

第六章 结论

参考文献

附 录

致谢

攻读学位期间发表的学术论文