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我国锰矿资源丰富,但多存在贫、细、杂等问题,需要进一步加工处理才能得到有效的利用。氧化锰矿为主要的锰矿石资源,还原预处理是其综合利用的关键技术。本论文以碱木质素为还原剂,采用微波加热方式,还原焙烧氧化锰矿,通过硫酸酸浸实现锰的浸出,并通过考察还原剂种类、焙烧工艺、浸出工艺等对锰浸出率的影响,初步研究微波强化碱木质素还原氧化锰矿过程机理。主要研究结果如下:(1)研究碱木质素、煤、纤维素及用量、加热方式对锰浸出率的影响。结果表明碱木质素具有良好的还原效果,其次为纤维素、煤;相同条件下微波加热比传统加热的锰浸出率高7.27%58.97%。以微波为加热方式,碱木质素还原焙烧氧化锰矿的优化工艺条件为:焙烧条件为工业碱木质素用量50%、焙烧温度200℃、保温时间5 min,浸出条件为硫酸浓度1.5 mol/L、浸出温度50℃、浸出时间5 min,在此条件下,锰浸出率可达94.45%;XRD结合SEM-EDS分析表明:锰在原矿主要以MnO2形态存在,是典型的氧化锰矿,微波加热碱木质素焙烧还原可以使氧化锰矿中高价锰转变为低价锰MnO,继而通过酸浸达到选择性浸出锰的目的。(2)通过考察氮气吹扫流速、开放和封闭体系对锰浸出率的影响,对微波强化碱木质素还原焙烧氧化锰矿的机理进行初探。实验结果表明:氮气吹扫流速对锰浸出率影响不大,当流速从0.2增加到3 L/min时,锰浸出率仅降低4%,结合封闭和开放体系下锰浸出率及FTIR、XRD和XPS表征结果表明,微波强化碱木质素还原焙烧氧化锰矿过程中,碱木质素热解产生的固体物质(生物炭)起主要还原作用,其中生物炭中O-H键、C=C及羧酸的COO-为主要的供电子还原位点;经过还原焙烧,原矿中的MnO2被还原为MnO;TG分析结果表明碱木质素还原焙烧氧化锰矿的过程符合一级动力学方程,增加碱木质素用量可有效降低反应活化能,促进还原反应的进行。(3)鉴于碱木质素生物炭的还原作用,实验以MnO2为待还原物质,对开放体系下碱木质素生物炭的制备工艺进行优化,确定最佳制备工艺条件为微波功率600 W、制备温度300℃,保温时间5 min。在最优焙烧还原条件下,当最佳制备工艺所得碱木质素生物炭用量为70%时,锰浸出率可达97.74%。FTIR表征说明:生物炭主要官能团有-OH键、-CH2键、C=C键、C=O键、C-O-C键、芳烃的C-H键。当制备温度高于300℃,O-H、C=O、C=C峰强逐渐减弱,使其还原性减弱,锰浸出率降低。XRD分析结果表明,在焙烧还原过程中,原矿中的锰主要以MnO2→Mn3O4→MnO的顺序被还原。