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1、!!!第30卷!第4期!!矿!物!学!报Vo.l30,No42010年12月!ACTAMINERALOGICASINICADec,2010文章编号:10004734(2010)04041706大洋锰结核氨浸渣热处理对脱硫的影响11*2111常冬寅,陈天虎,吴雪平,陈冬,刘海波,李金虎(1合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥230009;2合肥工业大学化学工程学院,安徽合肥230009)摘要:大洋锰结核氨浸渣是锰结核提取有色金属后的残留物,主要矿物成分为菱锰矿,少量的针铁矿、粘土矿物、石英和非晶二氧化硅。锰结核氨浸渣煅烧处理是锰结核氨浸渣制备脱硫吸附
2、剂的关键步骤。本文用XRD、TGADTA、SEM、BETSSA等表征方法研究了大洋锰结核氨浸渣热处理结构演化。结果表明,锰结核氨浸渣主要是菱面体形状的菱锰矿,煅烧产物仍然保持菱面体假象,但是由于菱锰矿分解氧化,在其表面形成大量的网状孔,导致比表面积增大;在30~1000的升温过程中,失重主要发生在450~560之间;450~500空气气氛煅烧后菱锰矿分解并氧化为MnO2;当煅烧温度继续升高时MnO2转化为Mn2O3和Mn3O4;脱H2S实验2表明,锰结核氨浸渣480煅烧产物脱硫效率最高,1g煅烧产物可去除的310mgS。关键词:锰结核氨浸渣;表征;煅烧温度;脱
3、硫中图分类号:P579;P7443;X7013!!文献标识码:A作者简介:常冬寅,女,1985年生,博士研究生,专业方向:纳米矿物与纳米矿物材料Emai:lchangdongyin127@163com!!随着陆地矿产资源的日趋枯竭和人类对海洋氧化活性,氧化去除恶臭气体中H2S等还原性气矿产资源认识的日益深化,大洋多金属矿产已成体,将H2S氧化为有利用价值的硫磺加以回收,[1]为21世纪举世瞩目的战略资源。大洋锰结核对于锰结核氨浸渣的开发利用有着很重要的是海洋环境中一种重要的自生组分,它广泛地分意义。布于世界各大洋和边缘海,主要含有Mn、Fe化合本研究以大洋
4、锰结核氨浸渣的开发利用为目物以及N、iCo、Cu等有色金属。大洋锰结核自催标,探讨了锰结核氨浸渣的热处理结构演化机理,化还原氨浸,选择性地浸出Ni、Co、Cu后,剩余的分析了锰结核氨浸渣煅烧产物的成分、结构及脱浸出渣即为大洋锰结核氨浸渣(OceanManganese硫性能,可望为大洋锰结核氨浸渣的利用开拓一NoduleLeachingResidue,简称为OMNLR),其主条新途径。要成分为碳酸锰和石英。目前所用的提取工艺中,会产生相当于原矿重量35%的固体残渣(氨1!实验方法浸渣),这些浸出渣若不能被利用,长期堆放将会实验所用大洋锰结核氨浸渣样品由北京矿冶[1]引
5、起新的环境问题。对于锰结核氨浸渣的研研究总院提供,锰结核采自太平洋国际海域,氨浸[1,2]究已有较多报道,蒋训雄等人研究了大洋锰提取N、iCo、Cu后的氨浸渣主要成分:Mn结核氨浸渣制备二氧化锰离子筛,Parida等2340%,Fe580%,Ni006%,组成矿物以菱[69,11]人探索了印度洋锰结核氨浸渣煅烧产物对锰矿为主,含少量的针铁矿、粘土矿物、石英和非水中磷酸盐、铜、硒、铅等的吸附研究,但这些报道晶二氧化硅等杂质(表1)。中基本上都是利用氨浸渣作为纳米颗粒的吸附性[211]表1!OMNLR的矿物组成(wB/%)能。利用锰结核氨浸渣煅烧产物高效的催化
6、Table1MineralcompositionofOMNLR菱锰矿针铁矿酸不溶物其它收稿日期:20100415488992218582331基金项目:国际海底区域研究开发十一五项目(DYXM11501407)*用玛瑙研钵将氨浸渣研磨过筛,取粒径<通讯作者,Emai:lchentianhu168@vipsinacom418矿!物!学!报2010年0125mm的样品进行实验,110条件下干燥22!结果与讨论h,在干燥器中冷却至室温,保存备用。实验中所用其他药剂均为分析纯,蒸馏水均为二次蒸馏水。21!煅烧温度及煅烧条件对OMNLR的影
7、响取5g样品装入石英管中,在程序升温管式炉内控制4/min的升温速率,从室温开始升温由OMNLR的原位XRD图谱(图2)可以看煅烧,在所需煅烧温度下(400、450、480、出,菱锰矿的特征衍射峰在300时强度稍微减500、550、600)煅烧2h,在炉中自然冷却弱,表明菱锰矿在此时开始分解。在400时衍至80左右,置于干燥器中冷却至室温。射峰有明显减弱,450时MnCO3已经完全分解热重差热(TGADTA)分析以空气做载气,转换为MnO2,但是其结晶度不高,所以特征衍射升温速率为10/min,分析范围为30~1000。峰弱;在550时出现Mn2O3和Mn3
