年产8000吨湿法硫酸锰厂的工艺设计论文

现如今，许多人都有过写论文的经历，对论文都不陌生吧，论文是探讨问题进行学术研究的一种手段。那么你有了解过论文吗？以下是小编精心整理的年产8000吨湿法硫酸锰厂的工艺设计论文，希望对大家有所帮助。

年产8000吨湿法硫酸锰厂的工艺设计论文 篇1

摘要：

本设计为年产8000吨硫酸锰厂的工艺设计。根据设计要求，对生产原理和工艺流程进行了选择和论证，对当前国内外各种硫酸锰的生产工艺进行了综述，剖析了高温焙烧法、酸浸法、两矿加酸法的优点和不足，对整个工艺流程进行了相关工艺计算，对主要设备进行了设计和选型，同时对安全生与“3废”治理做了相关的讨论。

关键字：

硫酸锰；工艺设计；软锰矿

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

硫酸锰是重要的基础锰盐，世界上有近百分之810的锰产品是利用硫酸锰或者通过硫酸锰溶液生产出来的。这也是硫酸锰消耗的主要方面，除了作为工业原料之外，硫酸锰在农业、工业上还有着10分广泛的用途。

硫酸锰在农业上主要用作微量元素肥料和饲料添加剂。虽然肥料和饲料中的锰可以采用不同的形式添加，例如：硫酸锰、碳酸锰、1氧化锰、锰的有机物等，但是硫酸锰的价格便宜、效果又好，因此最受欢迎。世界上缺锰的土壤面积较大，仅中国保守估计就有1亿亩以上，因此硫酸锰作为微量元素的市场很大，而且还有巨大的潜力。

世界上消费硫酸锰最多的国家是美国，年需求量15-18万吨。其次是西欧如英国、法国、德国、芬兰、荷兰和东欧罗马尼亚。2005年世界的销量为40万吨，而估计2010世界需求量约为50万吨。因此，对硫酸锰生产装置工艺线路的选择与论证以及流程的优化等方面的研究是非常有意义和价值的。

在3个月的毕业设计中，广泛查阅了当前国内外硫酸锰的生产工艺资料，再按毕业设计的要求，依据永达锰业公司的原始资料，采用新型还原剂和软锰矿室温浸出制备硫酸锰的新工艺，对年产8000吨的硫酸锰的工艺装置进行了设计，并绘制了生产工艺流程图，主要设备的装置图以及厂房的平面布置图。

本设计说明书共分为7部分：

1 总论

2 生产工艺的选择与论证

3 生产原料简介

4 生产工艺的计算

5 主要设备工艺计算及选型

6 主要管道的计算与选型

7 安全生产及3废治理

年产8000吨湿法硫酸锰厂的工艺设计论文 篇2

摘 要:

介绍了两矿法浸出低品位软锰矿的原理及工艺条件,在一定的工艺条件下,以硫铁

矿作还原剂,用硫酸直接浸出Mn 含量为25 %左右的低品位软锰矿,浸出率达93 % ,该工

艺具有能耗少,成本低,实用性强,锰回收率高等特点,为低品位软锰矿的利用开辟了新的

途径。

关键词:

两矿法;软锰矿;硫酸锰;工艺研究

中图分类号: TF111. 31 文献标识码:A 文章编号:1002 - 4336 (2004) 02 - 0035 - 03

近10 年来,随着我国锰冶金及锰化工的飞

速发展,对锰矿的需求量越来越大,高品位的锰

矿日渐减少,锰矿的出厂价近年也在不断攀升,

给锰冶金及锰化工行业的生产成本控制提出了

严峻挑战。我国的锰矿储量十分有限,而大部

分是低品位的。低品位的菱锰矿已在电解锰及

电解二氧化锰中得到广泛利用,低品位的软锰

矿一直无法直接利用,只有通过选矿来提高品

位,这样既提高了成本又浪费了资源。为克服

传统法生产硫酸锰转化率低、能耗大、成本高,

且劳动强度大,对环境污染严重的缺点,充分利

用我省低品位软锰矿,作者开展了两矿法浸出

低品位软锰矿制硫酸锰及其下游产品的工艺研

究。实验表明:该法原料来源广,工艺及设备简

单,操作稳定,能耗低,生产成本低,具有广泛的

实用性,显著的.经济效益和社会效益。

1 基本原理

两矿法浸出软锰矿制硫酸锰的研究较多,

但直接利用锰含量低于30 %的低品位软锰矿

制备硫酸锰还未见报道。软锰矿中锰是以二氧

化锰的形式存在的,不能被硫酸直接浸出,必需

要有还原剂的存在,才能将Mn4 + 还原成Mn2 +

再与H2SO4 生成MnSO4 。还原剂有多种,如硫

铁矿、硫酸亚铁、二氧化硫及其它还原剂。作者

选用原料来源广,价格便宜,操作方便,还原效

果好且便于大规模工业生产中使用的硫铁矿作

还原剂,即两矿法。就是将软锰矿、硫铁矿、硫

酸按一定比例混合,在一定条件下反应生成硫

酸锰,然后再将同时被硫酸浸出的其它杂质除

掉,得到硫酸锰。一般认为,两矿法的主反应方

程式为:

15MnO2 + 2FeS2 + 14H2SO4

15MnSO4 + Fe2 (SO4) 3 + 14H2O

选定的硫酸锰生产工艺流程见图1 。

2 实 验

2. 1 原料及规格

软锰矿:本研究采用湖南省衡阳地区某矿

未经选矿的低品位软锰矿,粒度为01150 mm ,

其主要成分如下:

MnO2 39181 % ,Mn 25117 % , Fe 7125 % ,

MgO 0174 % ,CaO 1718 %。

硫铁矿: 采用湖南省某矿硫铁矿,粒度为

01150 mm ,其主要成分如下:

S 3517 % , Fe 35186 % ,其中FeS∶1414 % ,

FeS2∶5711 %

硫酸:采用湖南省某厂93 %的冶炼回收酸

2. 2 实验研究

实验以2 000 mL 的烧杯为反应器,带搅拌

器。首先将一定量的水注入反应器,开启搅拌,

按一定比例准确加入软锰矿、硫酸,升温,然后

慢慢加入硫铁矿粉。加热升温至95 ℃左右,保

温3～6 h ,反应完毕后加入除铁剂,待pH > 5

时,将反应料浆过滤,洗涤,洗水作下次浸取用,

得到的硫酸锰溶液加入除杂剂,在搅拌的条件

下保持一定时间,然后过滤,滤液经静置后再过

滤,以除去硫酸锰溶液中的杂质,干净的硫酸锰

溶液可作为金属锰或二氧化锰、碳酸锰等下游

产品的原料,也可浓缩结晶再干燥得到硫酸锰

产品。

3 实验结果及讨论

3. 1 条件实验

条件实验采用正交试验的方法进行,固定

软锰矿、液固比及反应温度,选择硫铁矿用量、

硫酸用量和反应时间作为3 个因子来设计正交

试验,每个因子取3 个不同的水平,正交试验各

因子的水平设计见表1 。

表1 正交试验因子水平设计表

水平

因子

A ( FeS2 ,g) B (H2SO4 ,g) C(时间Ph)

1 A 1 B1 C1

2 A 2 B2 C2

3 A 3 B3 C3

正交试验方案及结果见表2 。

表2 正交试验方案及结果

序号

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

较优水平A 2 B 2 C2

从表2 看出, A 因子中, k2 = 8918 为最大,

说明A 因子中A 2 水平最好,同样, B 因子和C

因子中, B2 水平和C2 水平最好。因此, A 2 、

B2 、C2 为较优水平。由表中R 值看出,对浸出

率影响的因子主次为A 因子最大, B 因子次

之, C 因子较小。

3. 2 最优工艺条件验证

根据正交试验结果, 选取因子中A 2 、B2 、

C2 为工艺条件,固定软锰矿用量,反应温度取

95 ℃,液固比取5∶1 ,进行循环试验,试验的其

中3 组连续数据见表3 。

表3 最优工艺条件循环试验结果

序号

项目

软锰矿Pg 硫铁矿Pg 硫酸Pg 液固比温度P℃ 反应时间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