四氧化三锰的制备与应用

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1、目录第一章引言11」四氧化三镭的结构、性质1LL1四氧化三镭的简介1L1.2四氧化三镭的性质1L1.3四氧化三镭的结构21.2生产工艺现状31.2.1工艺的基本概况3122工艺的方法41.3工艺的选择依据51.4行业现状61.5四氧化三镭的应用61.6国内四氧化三镭的研究方向71.6.1提高产品质量，提升产品价值71.6.2加强市场调研，开拓国际市场7第二章实验部分92」工艺原理92.1.1反应原理92.1.2工艺流程102.2试剂、仪器102.3实验内容112.3.1Mn3O4的制备思路112.3.

2、2实验步骤112.4Mn3O4产品的检测12第三章结果与讨论133」研究结果的分析13第四章结论19参考文献20致谢21第一章引言1.1四氧化三锚的结构、性质LL1四氧化三猛的简介四氧化三卡孟，化学式：M113O4，英文名：manganousmanganicoxide。大多数情况下，它是棕红色粉末，通常认为是一种镭的混合氧化物，即MnOMn2O3,由于Mn3O4中的Mm2十的核外电子排布式为3d5,Mn3十的核外电子排布式为3d*,两种离子均有未成对电子，两种电子结构均具有磁性，因而Mn3O4具有磁性

3、。四氧化三猛的外观1.1.2四氧化三猛的性质天然条件下，Mn304常以黑锚矿的形式存在，天然黑锚矿为浅红色或褐色，在镭的氧化为重最稳定.相对密度为4.8578/cm3,熔点为1563°C,相对分子质量为228.82,镭的理论含量72.3%,硬度为5,不溶于水，能够在硝酸，盐酸和硫酸中溶解。其它任何锚的氧化物在空气中灼烧都可得到棕红色的粉末，如硫酸锚在970°C的加热条件下、二氧化锚在空气中加热到940°C.都能够生成Mn3O4；二氧化锚与二氧化碳作用也生成Mn304o表1Mn3O4物理性能晶型松婆密度

4、/(g・cm7)比表面积/(n?・&7)平均粒剖中)Y-Mn/X050〜0・&04〜150.85±0?10表2Mn3O4化学性能MnB>0杂质含~~Q~~ife~~CS~~Fc71±0.5<0.50.00550.0040.0020.0030.00380.0050.050.0050.31.1.3四氧化三猛的结构四氧化三锚(Mn3O4)，通常认为是一种混合氧化物，即MnOMn2O3写^[Mn2*][Mn3+]2O4?其结构如图所示，是正常的尖晶石结构，Mi?一位于四面体中心(位置A),Mn卄位于八而体中心

5、(位置B)o由于四氧化三锚的电导率比四氧化三铁的小，有人认为它的真实结构是2MnO-MnO2,存在Mi?+和Mn4+离子；也有人认为它的表层由2MnO-MnO2,内层由MnO•Mn2O3组成，存在Mn2+>Mn并、M(+三种离子。四氧化三镒的结构c*^于OAfi・B仪尖品石结构•血心立方品格屮I川面体位置A和八面体位置B上图中1四而体中的A位，2四面体中的B位，氧离子为O。如图所示Mn3O4的晶胞结构中，每个单元有阳离子24个和氧离子32个，即：每个晶胞中含有8个Mn3O4分子间隙位置上是金展离子，正

6、方体对角线上的M/+占据A位，同时4个组成四而体的氧离子包围Mn2+；Mn”离子占据正方体及每边的屮心B位，同时Mn卄离子又被6个组成八面体的氧离子所包围⑴1.2生产工艺现状121工艺的基本概况四氧化三锚有许多种制备方法，从反应性质和工艺特点可分为：还原法、焙烧发、电解法和氧化法。我国四氧化三锚的生产工艺大多数采用电解金屈锚粉片悬浮液氧化法。它的原料是电解金属镭片，首先把金属镭片粉碎制成悬浮液,利用氧化剂，在一定的条件下制备四氧化三锚。该方法的基本工艺流程为：电解金属镒片、制粉（干法，湿法）、氧化干燥

7、、干燥、成品。优点是锚回收率高、工艺简单、单位产量大、操作方便和污染小等，所以被广泛应用与生产。该工艺的关键是氧化槽、洗涤塔、水处理、干燥设备。水处理时通常采用反渗透设备、离子交换设备；氧化槽通常利用衬钛板高效搅拌槽或衬胶；洗涤塔通常利用多段逆流洗涤塔；干燥设备釆用压力喷雾式、离心喷雾式，还有的工厂采用厢式干燥。三废处理方而经过长期的经验，除尘方式一般都采用布袋收尘、旋风收尘、及湿式除尘三级的相互配合，效果可达到99%以上。该工艺成熟、简单、投资少，但也存在着一些缺点1）技术含量、利润低，生产成本高。

8、2）得到的产物不纯净。3）比表而积较小，一般为5m/g〜10m/g,不满足某些市场的要求；4）含较高杂质硒。由于该工艺使用ScO2作为原料，因而产物中普遍含有Se。其易挥发和氧化，具有毒性。在预热过程中大部分Se氧化挥发排入大气，会损害身体，也会污染环境。其挥发性容易引起所制造的锚锌铁氧体产生裂纹。综上,Sc的存在不利于反应的进行。所以，国内外用户的检测认证也越来越严格，加强了对四氧化三锚生产厂家的的监督，促使四氧化三鎰生产厂家使用低Sc或无Sc的金屈原