年產8000噸濕法硫酸錳廠的工藝設計論文
現如今，許多人都有過寫論文的經歷，對論文都不陌生吧，論文是探討問題進行學術研究的一種手段。那么你有了解過論文嗎？以下是小編精心整理的年產8000噸濕法硫酸錳廠的工藝設計論文，希望對大家有所幫助。
年產8000噸濕法硫酸錳廠的工藝設計論文 篇1
摘要：
本設計為年產8000噸硫酸錳廠的工藝設計。根據設計要求，對生產原理和工藝流程進行了選擇和論證，對當前國內外各種硫酸錳的生產工藝進行了綜述，剖析了高溫焙燒法、酸浸法、兩礦加酸法的優(yōu)點和不足，對整個工藝流程進行了相關工藝計算，對主要設備進行了設計和選型，同時對安全生與“3廢”治理做了相關的討論。
關鍵字：
硫酸錳；工藝設計；軟錳礦
THE TECHNICAL CONTRIVANCE OF 8000 TON MANGANOUS SULFATE FACTORY
Abstract: This design is focused on the product of 8000 tons manganous sulfate technical contrivance. According to the design, the procreative principle and the craftwork flow are selected and demonstrated. The current technologies for the manufacture of manganese sulfate at home and abroad were reviewed, especially the merits and shortcomings of calcination method, acid extraction method, pyrites/pyrolusite method, sulfur dioxide method were summarized. The correlative technical calculation is available in the design. And contriving and choosing the types of important equipments and pipes are included in the design, too. And at the same time, the safe production of this device and the trashes are also discussed.
Key words: manganous sulfate； technical contrivance ；pyrolusite
前 言
硫酸錳是重要的基礎錳鹽，世界上有近百分之810的錳產品是利用硫酸錳或者通過硫酸錳溶液生產出來的。這也是硫酸錳消耗的主要方面，除了作為工業(yè)原料之外，硫酸錳在農業(yè)、工業(yè)上還有著10分廣泛的用途。
硫酸錳在農業(yè)上主要用作微量元素肥料和飼料添加劑。雖然肥料和飼料中的錳可以采用不同的形式添加，例如：硫酸錳、碳酸錳、1氧化錳、錳的有機物等，但是硫酸錳的價格便宜、效果又好，因此最受歡迎。世界上缺錳的土壤面積較大，僅中國保守估計就有1億畝以上，因此硫酸錳作為微量元素的市場很大，而且還有巨大的潛力。
世界上消費硫酸錳最多的國家是美國，年需求量15-18萬噸。其次是西歐如英國、法國、德國、芬蘭、荷蘭和東歐羅馬尼亞。2005年世界的銷量為40萬噸，而估計2010世界需求量約為50萬噸。因此，對硫酸錳生產裝置工藝線路的選擇與論證以及流程的優(yōu)化等方面的研究是非常有意義和價值的。
在3個月的畢業(yè)設計中，廣泛查閱了當前國內外硫酸錳的生產工藝資料，再按畢業(yè)設計的要求，依據永達錳業(yè)公司的原始資料，采用新型還原劑和軟錳礦室溫浸出制備硫酸錳的新工藝，對年產8000噸的硫酸錳的工藝裝置進行了設計，并繪制了生產工藝流程圖，主要設備的裝置圖以及廠房的平面布置圖。
本設計說明書共分為7部分：
1 總論
2 生產工藝的選擇與論證
3 生產原料簡介
4 生產工藝的計算
5 主要設備工藝計算及選型
6 主要管道的計算與選型
7 安全生產及3廢治理
年產8000噸濕法硫酸錳廠的工藝設計論文 篇2
摘 要:
介紹了兩礦法浸出低品位軟錳礦的原理及工藝條件,在一定的工藝條件下,以硫鐵
礦作還原劑,用硫酸直接浸出Mn 含量為25 %左右的低品位軟錳礦,浸出率達93 % ,該工
藝具有能耗少,成本低,實用性強,錳回收率高等特點,為低品位軟錳礦的利用開辟了新的
途徑。
關鍵詞:
兩礦法;軟錳礦;硫酸錳;工藝研究
中圖分類號: TF111. 31 文獻標識碼:A 文章編號:1002 - 4336 (2004) 02 - 0035 - 03
近10 年來,隨著我國錳冶金及錳化工的飛
速發(fā)展,對錳礦的需求量越來越大,高品位的錳
礦日漸減少,錳礦的出廠價近年也在不斷攀升,
給錳冶金及錳化工行業(yè)的生產成本控制提出了
嚴峻挑戰(zhàn)。我國的錳礦儲量十分有限,而大部
分是低品位的。低品位的菱錳礦已在電解錳及
電解二氧化錳中得到廣泛利用,低品位的軟錳
礦一直無法直接利用,只有通過選礦來提高品
位,這樣既提高了成本又浪費了資源。為克服
傳統(tǒng)法生產硫酸錳轉化率低、能耗大、成本高,
且勞動強度大,對環(huán)境污染嚴重的缺點,充分利
用我省低品位軟錳礦,作者開展了兩礦法浸出
低品位軟錳礦制硫酸錳及其下游產品的工藝研
究。實驗表明:該法原料來源廣,工藝及設備簡
單,操作穩(wěn)定,能耗低,生產成本低,具有廣泛的
實用性,顯著的.經濟效益和社會效益。
1 基本原理
兩礦法浸出軟錳礦制硫酸錳的研究較多,
但直接利用錳含量低于30 %的低品位軟錳礦
制備硫酸錳還未見報道。軟錳礦中錳是以二氧
化錳的形式存在的,不能被硫酸直接浸出,必需
要有還原劑的存在,才能將Mn4 + 還原成Mn2 +
再與H2SO4 生成MnSO4 。還原劑有多種,如硫
鐵礦、硫酸亞鐵、二氧化硫及其它還原劑。作者
選用原料來源廣,價格便宜,操作方便,還原效
果好且便于大規(guī)模工業(yè)生產中使用的硫鐵礦作
還原劑,即兩礦法。就是將軟錳礦、硫鐵礦、硫
酸按一定比例混合,在一定條件下反應生成硫
酸錳,然后再將同時被硫酸浸出的其它雜質除
掉,得到硫酸錳。一般認為,兩礦法的主反應方
程式為:
15MnO2 + 2FeS2 + 14H2SO4
15MnSO4 + Fe2 (SO4) 3 + 14H2O
選定的硫酸錳生產工藝流程見圖1 。
2 實 驗
2. 1 原料及規(guī)格
軟錳礦:本研究采用湖南省衡陽地區(qū)某礦
未經選礦的低品位軟錳礦,粒度為01150 mm ,
其主要成分如下:
MnO2 39181 % ,Mn 25117 % , Fe 7125 % ,
MgO 0174 % ,CaO 1718 %。
硫鐵礦: 采用湖南省某礦硫鐵礦,粒度為
01150 mm ,其主要成分如下:
S 3517 % , Fe 35186 % ,其中FeS∶1414 % ,
FeS2∶5711 %
硫酸:采用湖南省某廠93 %的冶煉回收酸
2. 2 實驗研究
實驗以2 000 mL 的燒杯為反應器,帶攪拌
器。首先將一定量的水注入反應器,開啟攪拌,
按一定比例準確加入軟錳礦、硫酸,升溫,然后
慢慢加入硫鐵礦粉。加熱升溫至95 ℃左右,保
溫3～6 h ,反應完畢后加入除鐵劑,待pH > 5
時,將反應料漿過濾,洗滌,洗水作下次浸取用,
得到的硫酸錳溶液加入除雜劑,在攪拌的條件
下保持一定時間,然后過濾,濾液經靜置后再過
濾,以除去硫酸錳溶液中的雜質,干凈的硫酸錳
溶液可作為金屬錳或二氧化錳、碳酸錳等下游
產品的原料,也可濃縮結晶再干燥得到硫酸錳
產品。
3 實驗結果及討論
3. 1 條件實驗
條件實驗采用正交試驗的方法進行,固定
軟錳礦、液固比及反應溫度,選擇硫鐵礦用量、
硫酸用量和反應時間作為3 個因子來設計正交
試驗,每個因子取3 個不同的水平,正交試驗各
因子的水平設計見表1 。
表1 正交試驗因子水平設計表
水平
因子
A ( FeS2 ,g) B (H2SO4 ,g) C(時間Ph)
1 A 1 B1 C1
2 A 2 B2 C2
3 A 3 B3 C3
正交試驗方案及結果見表2 。
表2 正交試驗方案及結果
序號
A B C
1 2 3
浸取率P%
1 A 1 B 1 C1 75. 5
2 A 1 B 2 C2 85. 2
3 A 1 B 3 C3 68. 6
4 A 2 B 1 C1 92. 7
5 A 2 B 2 C2 93. 5
6 A 2 B 3 C3 83. 2
7 A 3 B 1 C1 83. 7
8 A 3 B 2 C2 84. 3
9 A 3 B 3 C3 79. 4
K1 229. 3 251. 9 243. 0
K2 269. 4 263. 0 257. 3
K3 247. 4 231. 2 245. 8
K1 76. 4 84. 0 81. 0
K2 89. 8 87. 7 85. 8
K3 82. 5 77. 1 81. 9
R 13. 4 10. 6 4. 8
因子主次A > B > C
較優(yōu)水平A 2 B 2 C2
從表2 看出, A 因子中, k2 = 8918 為最大,
說明A 因子中A 2 水平最好,同樣, B 因子和C
因子中, B2 水平和C2 水平最好。因此, A 2 、
B2 、C2 為較優(yōu)水平。由表中R 值看出,對浸出
率影響的因子主次為A 因子最大, B 因子次
之, C 因子較小。
3. 2 最優(yōu)工藝條件驗證
根據正交試驗結果, 選取因子中A 2 、B2 、
C2 為工藝條件,固定軟錳礦用量,反應溫度取
95 ℃,液固比取5∶1 ,進行循環(huán)試驗,試驗的其
中3 組連續(xù)數據見表3 。
表3 最優(yōu)工藝條件循環(huán)試驗結果
序號
項目
軟錳礦Pg 硫鐵礦Pg 硫酸Pg 液固比溫度P℃ 反應時間Ph 浸出率P%
1 200 S 110 5∶1 95 4 93. 48
2 200 S 110 5∶1 95 4 93. 60
3 200 S 110 5∶1 95 4 92. 12
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