CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MỎ - LUYỆN KIM
BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ SẢN XUẤT MnO
2

CHẤT LƯỢNG CAO TỪ QUẶNG MANGAN Chủ nhiệm đề tài: KS.Lê Hồng Sơn.

7690
05/02/2010
THÀNH PHỐ HÀ NỘI – 2009

céng hßa x∙ héi chñ nghÜa viÖt nam
Bé c«ng th−¬ng
ViÖn khoa häc vµ c«ng nghÖ Má - LuyÖn kim
BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ SẢN XUẤT MnO
2

Nguyễn Văn Tam CN hoá Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim
3
Phan Thanh Hà CN hoá Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim
4
Bùi Thu Hà CN hoá Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim
5
Nguyễn Đăng Hải CN hoá Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim
6
Nguyễn Thị Việt CN hoá Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim
7
Nguyễn Hồng Phượng CN hoá Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim
8
Nguyễn Đình Chính KTV Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim
BCTK:Nghiên cứu công nghệ sản xuất MnO
2
chất lượng cao từ quặng mangan .
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
2
MỤC LỤC
Số hiệu Danh mục Tr
Mở đầu
6
Chương 1 Tổng quan
8
1.1 Ứng dụng của mangan đioxyt
8
1.2
Tình hình nghiên cứu và sản xuất trong và ngoài nước.
8
1.2.1

13
1.2.3.5
Xử lý quặng bằng phương pháp nhiệt.
15
Chương 2 Phương pháp nghiên cứu và công tác chuẩn bị.
16
2.1 Đối tượng nghiên cứu.
16
2.2 Phương pháp nghiên cứu.
16
2.3 Vật tư và thiết bị nghiên cứu.
16
2.3.1 Thiết bị nghiên cứu.
16
2.3.2 Vật tư và hóa chất.
16
2.3.3 Sơ đồ công nghệ dự kiến
18
2.3.4 Công tác phân tích.
18
Chương 3 Nội dung nghiên cứu.
19
3.1
Nghiên cứu quá trình chuyển mangan vào dung dịch.
19
3.1.1
Nghiên cứu quá trình thiêu hoàn nguyên.
19
3.1.1.1
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ thiêu hoàn nguyên.

Nghiên cứu quá trình làm sạch dung dịch.
28
3.2.1
Nghiên cứu ảnh hưởng của kiềm đến khả năng tách sắt.
29
3.2.2
Nghiên cứu khả năng tách k/loại nặng và sắt còn lại trong dung dịch.
30
3.3.3
Nghiên cứu khả năng tách canxi.
31
3.3
Nghiên cứu quá trình điện phân.
32
3.3.1
Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ MnSO
4
trong dung dịch điện phân.
32
3.3.2
Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ H
2
SO
4
trong dung dịch điện phân.
33
3.3.3
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch điện phân.
35
3.3.4

41
3.4.3
Dự kiến giá thành.
41
2.4.4
Dự kiến địa chỉ áp dụng.
42
3.5
Định hướng xử lý môi trường.
42
3.5.1
Xử lý chất thải khí.
42
3.5.2
Xử lý chất thải lỏng.
42
3.5.3
Xử lý chất thải rắn.
43
3.6
Quy trình và sơ đồ công nghệ.
43

Kết luận và kiến nghị.

45

Tài liệu tham khảo.
46


Thành phần khoáng vật học quặng mangan Hà Tĩnh.
17
Bảng 7
Thành phần hóa học của than.
17
Bảng 8
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi.
19
Bảng 9
Ảnh hưởng của thời gian lưu đến hiệu suất thu hồi.
21
Bảng 10
Ảnh hưởng của tỷ lệ phối liệu đến hiệu suất thu hồi.
22
Bảng 11
Ảnh hưởng của cỡ hạt đến hiệu suất thu hồi.
23
Bảng 12
Ảnh hưởng của nồng độ đến hiệu suất hòa tách.
24
Bảng 13
Ảnh hưởng của tỷ lệ L/R đến hiệu suất hòa tách.
25
Bảng 14
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất hòa tách.
26
Bảng 15
Ảnh hưởng của thời gian hòa tách đến hiệu suất hòa tách.
27
Bảng 16

2
SO
4
đến hiệu suất dòng.
34
Bảng 22
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất dòng.
35
Bảng 23
Ảnh hưởng của mât độ dòng đến hiệu suất dòng.
36
Bảng 24
Ảnh hưởng của điện thế đến hiệu suất dòng. 37
Bảng 25
Ảnh hưởng của số lần rửa đến chất lượng sản phẩm.
38
Bảng 26
Ảnh hưởng của số lần hòa tách bằng axit tinh chế sản phẩm.
39
Bảng 27
Kết quả sản xuất thử nghiệm quy mô 500 g/mẻ. 40
Bảng 28
Kết quả sản xuất thử nghiệm theo chu trình kéo dài.
41
Bảng 29
Kết quả phân tích mẫu sản phẩm.
41
Bảng 30
Dự tính khối lượng nguyên vật liệu cho 1000 Kg sản phẩm.
42

26
Hình 9
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi
27
Hình 10
Ảnh hưởng của thời gian hòa tách đến hiệu suất thu hồi
28
Hình 11
Ảnh hưởng của pH đến khả năng tách các tạp chất.
29
Hình 12
Ảnh hưởng của thể tích (NH
4
)
2
S đến hiệu suất tách tạp chất.
30
Hình 13
Ảnh hưởng của thể tích H
2
C
2
O
4
đến khả năng tách ion Ca
2+

31
Hình 14
Ảnh hưởng của nồng độ MnSO

từ quặng mangan mịn.
44
BCTK:Nghiên cứu công nghệ sản xuất MnO
2
chất lượng cao từ quặng mangan .
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
6
MỞ ĐẦU
Ở Việt Nam đã ghi nhận được khoảng 34 điểm có quặng mangan, phân bố
chủ yếu ở phía bắc Việt Nam. Hầu hết các điểm quặng có ý nghĩa công nghiệp
tập trung ở Cao Bằng và Tuyên Quang và một số điểm quặng nhỏ ở khu vực
Nghệ An - Hà Tĩnh - Quảng Bình. Hệ số thu hồi khi khai thác quặng chỉ đạt từ
30 ÷ 34 % và thải ra một lượng l
ớn quặng nghèo và quặng mịn (~ 70%) không
sử dụng được trong công nghiệp luyện kim hoặc không đủ chất lượng để sử
dụng trong công nghiệp hoá chất. Kết quả của việc nghiên cứu công nghệ xử lý
các loại quặng có hàm lượng thấp này thành sản phẩm có chất lượng cao phục vụ
cho các ngành công nghiệp Việt Nam là điều phù hợp với chủ trương chế biến sâu
khoáng sản của nhà nước.
Bảng 1: Tổng hợp trữ lượng quặng mangan Việt Nam

TT Tên mỏ, điểm quặng
Hàm lượngtrung
bình (%Mn)
Tổng
(Ngàn tấn)
Ghi chú
Vùng quặng Hà Giang

1 Bản Xám 28,0 16,0 Quặng gốc

mangan
BCTK:Nghiên cứu công nghệ sản xuất MnO
2
chất lượng cao từ quặng mangan .
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
7
Hiện nay sản phẩm mangan đioxyt MnO
2
có hàm lượng mangan cao và có
độ xốp lớn vẫn phải nhập ngoại hoàn toàn, để tận thu và sử dụng có hiệu quả
nguồn quặng mangan cần phải tiến hành nghiên cứu khả năng tận dụng nguồn
quặng thải mịn để sản xuất mangan đioxyt MnO
2
đạt tiêu chuẩn thương mại, có
hàm lượng mangan đioxyt MnO
2
khoảng 90% là phù hợp với yêu cầu thực tiễn và
lợi ích lâu dài của các mỏ khai thác quặng mangan
.
Do vậy đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất mangan đioxyt MnO
2

chất lượng cao từ quặng mangan” được triển khai theo HĐ số 211-09/HĐ-
KHCN ký ngày 31 tháng 03 năm 2009 giữa Bộ Công Thương và Viện Khoa
Học và Công Nghệ Mỏ - Luyện kim.
Mục tiêu của đề tài:

- Xây dựng được qui trình sản xuất mangan đioxyt MnO
2
chất lượng cao từ

c sản xuất công nghiệp như fero mangan, mangan sunfat,
mangan kim loại, mangan đioxyt có hàm lượng mangan và độ xốp cao. Những
công trình nghiên cứu công nghệ sản xuất mangan đioxyt MnO
2
gần đây cho
thấy độ sạch của nguyên liệu và phương pháp điều chế có tính quyết định đối
với hoạt tính của sản phẩm. Làm thế nào để thu được sản phẩm có độ sạch cao
về thành phần hóa học và thành phần pha vẫn còn là điều quan tâm của nhiều
nhà khoa học trên thế giới.
Qua các tài liệu tham khảo [1.6.7.8.9.10.11] đã cho thấy hầu hết việc chế hoá
quặng mangan
để sản xuất mangan đioxyt MnO
2
hàm lượng mangan và độ xốp cao
là việc xử lý các loại quặng giàu có hàm lượng mangan cao. Trong các tài liệu tham
khảo đã nêu ra một số phương pháp sản xuất mangan đioxyt từ quặng mangan đã
được nghiên cứu ở nhiều nước công nghiệp phát triển trên thế giới. Các phương pháp
này đều đi theo hướng xử lý muối mangan (II) như mangan sunfat MnSO
4
, mangan
nitơrat Mn(NO
3
)
2
thành sản phẩm MnO
2
. Thời gian gần đây đã có một số công trình
nghiên cứu đề cập đến vấn đề xử lý các loại quặng nghèo hơn nhưng có hàm lượng
BCTK:Nghiên cứu công nghệ sản xuất MnO
2

điện giải đi từ mangan sunfat
MnSO
4
.2H
2
O 98,0% sản xuất từ tinh quặng mangan, sản phẩm của quá trình này
đạt ~ 85%. Trong năm 1998 và 2002 đã có công trình nghiên cứu sản xuất
mangan đioxyt MnO
2
từ tinh quặng pyroluzit bằng phương pháp hóa học để sử
dụng trong công nghệ sản xuất pin của các cán bộ nghiên cứu trường Đại Học
Quốc Gia Hà Nội [4]. Năm 2007 đã có nghiên cứu điều chế mangan đioxyt
MnO
2
hoạt tính ở trạng thái phân tán cao theo phương pháp oxy hóa muối
mangan sunfat MnSO
4
bằng kali permanganat KMnO
4
sử dụng tinh quặng
mangan Cao Bằng [5].
1.3. CƠ SỞ LÍ THUYẾT NGHIÊN CỨU.
1.3.1. Vài nét về mangan đioxyt MnO
2
.
Pyroluzit (MnO
2
) hoà tan trong axit clohyđric HCl giải phóng khí Cl
2
, hoà

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
10
không hoà tan trong nước, có dạng tinh thể hoặc vô định hình, có khối lượng
riêng d = 5,03. Tan trong axit đặc, thể hiện tính oxy hóa khử [3]:
4MnO
2
+ 6H
2
SO
4 (đ)
= 2Mn
2
(SO
4
)
3
+ O
2
↑ + 6H
2
O
3MnO
2
+ KClO
3
+ 3K
2
CO
3
= 3K

O
3
+ O
2
↑
6Mn
2
O
3
= 4 Mn
3
O
4
+ O
2
↑
Mangan đioxyt hoạt tính sử dụng trong công nghệ chế tạo pin thường có cấu tạo
tinh thể giàu dạng γ và ξ được điều chế theo 3 phương pháp: Hoạt hóa pyroluzit tự
nhiên (NMD), hóa học (CMD) và điện hóa (EMD). Về mặt kỹ thuật NMD và CMD
được sản xuất đơn giản hơn, giá thành rẻ hơn nhưng có hoạt tính kém hơn so với
EMD. Vì vậy để chế tạo được mangan đioxyt MnO
2
hoạt tính có chất lượng cao
thường được sản xuất bằng phương pháp điện phân các muối mangan (II).
1.3.2. Chế hóa quặng mangan thu hồi sản phẩm trung gian mangan sunfat MnSO
4
.
Trong các tài liệu tham khảo [6.7.8] đã nêu các phương pháp hóa học xử lý
quặng mangan đã được nghiên cứu. Mỗi loại quặng lại có phương pháp xử lý thích
hợp và MnSO

+ CO
2
↑ + H
2
O
Trong công nghiệp, mangan sunfat MnSO
4
được điều chế bằng cách thiêu quặng
mangan với các tác nhân sunfat hoá. Ngoài ra trong công nghiệp, người ta cũng điều chế
mangan sunfat MnSO
4
bằng phương pháp nung hoàn nguyên quặng mangan sau đó tiến
hành hòa tách thiêu phẩm bằng axit hay sục khí SO
2
vào huyền phù quặng mangan.
* Xử lý quặng bằng phương pháp axít.
Quá

trình xử lý bằng axít sunfuric H
2
SO
4
thường sử dụng cho loại nguyên
liệu quặng mangan dạng silicat hoặc cacbonat cũng như quặng MnO(OH). Qua
BCTK:Nghiên cứu công nghệ sản xuất MnO
2
chất lượng cao từ quặng mangan .
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
11
tham khảo tài liệu có nhiều công trình nghiên cứu ở các nước như Liên Xô (cũ),

2
SO
4
có nồng độ từ 2 ÷ 3M ở nhiệt độ từ 100
o
C ÷ 120
o
C với thời gian
từ 60 ÷ 120 phút. Sau khi hoà tách dung dịch được tiến hành làm sạch các tạp chất
chủ yếu là ion sắt (II & III) có trong dung dịch bằng phương pháp sục khí và
phương pháp thủy phân. Tiến hành cô đặc dung dịch chứa sản phẩm và kết tinh
thu hồi sản phẩm. Về lý thuyết quá trình xảy ra theo các phản ứng sau:
MnO
2(R)
+ C
(R)
= MnO
(R)
+ CO↑ (1)
2MnO
2(R)
+ C
(R)
= 2MnO
(R)
+ CO
2
↑ (2)
MnO
(R)

nhận được thiêu phẩm, hoà tan thiêu phẩm bằng nước nhận được sản phẩm
BCTK:Nghiên cứu công nghệ sản xuất MnO
2
chất lượng cao từ quặng mangan .
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
12
mangan sunfat MnSO
4
. Các tác giả [9.10] đã hòa tan mangan có trong mangan
đioxyt nhân tạo bằng phương pháp này cho hiệu suất thu hồi đạt ~ 89,0%.
* Xử lý quặng bằng phương pháp sục khí.
Quá trình xử lý quặng bằng phương pháp sục khí SO
2
được tiến hành như
sau: Sục khí SO
2
vào huyền phù quặng mangan. Phản ứng hóa học xảy ra đạt
hiệu suất cao khi nhiệt độ phản ứng đạt khoảng 80
o
C. Tiến hành sục khí cho đến
khi dung dịch có pH tới ngưỡng 2 ÷ 2,5. Tuy nhiên các tác giả cũng chỉ ra: Nếu
không kết hợp cùng một lúc sục khí vào huyền phù quặng trong dung dịch hệ
FeSO
4
/H
2
SO
4
thì hiệu suất của phản ứng không thể đạt tới 90%.
1.3.3. Chế hóa quặng mangan thu hồi mangan (IV) đioxyt MnO

. Sau
khi tách bã, cô dung dịch ở nhiệt độ 116
o
C đến nồng độ dung dịch 65%. Xử lý
dung dịch đã cô trong lò sấy hai trục bằng hơi nước quá nhiệt để thu được
γMnO
2
dùng trong trong quá trình chế tạo pin. Nhiệt độ quá trình không được
vượt quá 350
o
C. Hơi axit nitric HNO
3
và khí nitric quay lại quá trình. Quá trình
chuyển mangan từ Mn
2+
thành Mn
4+
sảy ra theo phản ứng sau:
Mn(NO
3
)
2
= MnO
2
+ 2 NO
2
↑
1.3.3.2. Xử lý quặng bằng phương pháp axit clohyđric HCl.
Mangan đioxyt MnO
2

4
ở 90
o
C trong
120 phút. Duy trì nhiệt độ trong khoảng 120 phút và để yên lắng trong 24 giờ.
Lọc lấy kết tủa, rửa sạch hết ion SO
4
2-
và sấy khô sản phẩm ở 130
o
C trong 12
giờ. Sản phẩm thu được là mangan đioxyt MnO
2
có chất lượng đạt yêu cầu để
xử dụng trong công nghệ sản xuất pin. Quá trình xảy ra theo phản ứng sau [3]:
2KMnO
4
+ 3MnSO
4
+ 2H
2
O = 5MnO
2
+ K
2
SO
4
+ 2H
2
SO

2+
thành
Fe
3+
. Tác nhân oxy hóa thường dùng là H
2
O
2
kết hợp sục khí. Quá trình kết tủa sắt
cho phép kết tủa các kim loại tạp chất khác có trong dung dịch lọc như đồng, nhôm.
Quá trình thủy phân xảy ra theo các phản ứng sau:
2FeSO
4
+ H
2
SO
4
+ H
2
O
2
= Fe
2
(SO
4
)
3
+ 2H
2
O

14
Bảng 2: Điều kiện kết tủa của một số kim loại trong dung dịch sunfat.
Chất trong dung dịch Nồng độ (g/l) pH bắt đầu kết tủa.
Fe
3+
2 1,7
Al
3+
1 4,0
Cu
2+
2 3,4 ÷ 3,7
Fe
2+
0,5 8,5
Co, Mn 0,05 8,5

Bảng 3: Tích số độ tan và độ tan của coban, niken,
canxi, chì ở nhiệt độ 18
o
C đến 25
o
C

Hợp chất Tích số tan Độ tan (Phtg/l)
PbSO
4
2.10
-8
2.10

CoSα 7.10
-27
8.10
-12

NiSα 3.10
-21
6.10
-11Quá trình khử sâu các tạp chất, cần tiếp tục làm sạch các tạp chất kim loại
nặng như Co
2+
, Ni
2+
bằng phương pháp kết tủa với tác nhân (NH
4
)
2
S và Ca
2+
bằng
phương pháp kết tủa với tác nhân H
2
C
2
O
4
. Khi khử các tạp chất kim loại nặng thì

2
O
4
↓
Bảng 4: Giới hạn tạp chất có trong dung dịch điện phân.
Hàm lượng các nguyên tố tạp chất (g/l)
Cu Fe Ni Co Ca Pb As
0,02 0,01 0,002 0,002 0,005 0,0001 0,0006
BCTK:Nghiên cứu công nghệ sản xuất MnO
2
chất lượng cao từ quặng mangan .
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
15
đ/f
Quá trình điện phân được tiến hành với các điện cực bằng titan (Hoặc
chì). Khi tiến hành điện phân có các quá trình điện hoá xảy ra trên các điện cực:
• Quá trình xảy ra trên anot:
Mn
+2
+ 2 H
2
O = MnO
2
+ 4 H
+
+ 2e
-
• Quá trình xảy ra trên catot:
2H
+

ở nhiệt độ 275
o
C ÷ 350
o
C trong thời gian từ 120 phút đến 240 phút.
Mn
2
O
3
.H
2
O + 1/2O
2
= 2MnO
2
+ H
2
O
Tốc độ oxy hóa và hoạt tính của sản phẩm oxy hóa phụ thuộc vào tính
chất vật lý của loại quặng chứa mangan và những nguyên tố khác có chứa trong
quặng. Để nhận được mangan đioxyt có chất lượng cao người ta thường phân ly
nhiệt mangan cacbonat MnCO
3
và tiếp theo oxy hóa MnO tạo thành bằng không
khí với điều kiện bổ xung axit nitric HNO
3
.
Từ các vấn đề trên, các vấn đề đề tài cần phải giải quyết là:
• Khảo sát các thông số quy trình công nghệ thu hồi MnSO
4

mangan đioxyt MnO
2
hoạt tính bằng phương phấp điện phân có màng ngăn:
• Nghiên cứu thí nghiệm trong phòng thí nghiệm.
• Chế thử sản phẩm ở qui mô lớn phòng thí nghiệm.
2.3. THIẾT BỊ VÀ VẬT TƯ NGHIÊN CỨU.
2.3.1. Thiết bị nghiên cứu
- Lò nung ống Φ50 Nabertherm 100 ÷ 1250
o
C Đức có hệ thống khống chế nhiệt độ.
- Thiết bị điện phân có màng ngăn và hệ thống đảo chiều.
- Máy khuấy LM.III-Tiệp Khắc có khả năng điều chỉnh tốc độ khuấy từ 30 ÷ 180 vòng/phút.
- Máy lọc chân không có khả năng đạt độ chân không 2 x 10
-4
, máy lọc ly tâm.
- Cốc thuỷ tinh có dung tích 1000 ml, 3000 ml.
- pH mét, bể điện phân 120 x 120 x120 mm bằng thủy tinh hữu cơ.
- Tủ sấy Trung Quốc có khống chế nhiệt độ.
2.3.2. Vật tư, hoá chất.

Quặng mangan được mỏ mangan Phú Lộc - Can Lộc - Hà Tĩnh cung cấp
là loại quặng dưới sàng 5 mm. Mẫu được trộn đều và nghiền trong máy nghiền
bi đến cỡ hạt ≤ 0,074 mm. Bằng phương pháp trộn kỹ đảm bảo cho mẫu nghiên
cứu có hàm lượng đồng đều. Quặng sau khi nghiền được lấy mẫu phân tích để
xác định độ ẩm và thành phần hóa học. Quặng mangan mịn có thành phần hóa
học được nêu ra ở
bảng 5 và thành phần khoáng vật ở bảng 6.
BCTK:Nghiên cứu công nghệ sản xuất MnO
2
chất lượng cao từ quặng mangan .

2
O
3
) Todorokit Groutit Vernadit
17 ÷ 19% 7 ÷ 9% 6 ÷ 8% 13 ÷ 15% 6 ÷ 8%

Pyrochroit SiO
2
Khoáng sét
6 ÷ 8% 18 ÷ 20% 15 ÷ 17% Bảng 7: Thành phần hóa học của than.
Thành phần hóa học (%)
C P S Chất bốc Tro Cỡ hạt
86,0 0,07 0,49 7,2 6,73 ≥ 0,1mm

Các loại hoá chất khác được sử dụng trong nghiên cứu là hoá chất loại tinh khiết:
• Axít sunfuríc- H
2
SO
4
là loại axít kỹ thuật, hàm lượng 98%.
• Vôi và một số loại hoá chất khác.


Hình 2: Sơ đồ công nghệ dự kiến
2.3.4. Công tác phân tích.
Công tác phân tích được tiến hành tại Trung tâm phân tích Hóa lý -
VILAS 143 của Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim và tại Trung tâm
phân tích Địa Chất - VILAS 32 bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên
tử và một số cơ quan khác như COMFA (Viện KH Vật liệu - Viện Khoa Học
Việt Nam).
Quặng mangan

Than

Thiêu hoàn nguyên
Hòa tách
Điện phân
Làm sạch tạp chất
Xử lý sản phẩm
Sản phẩm
BCTK:Nghiên cứu công nghệ sản xuất MnO
2
chất lượng cao từ quặng mangan .

Điều kiện thí nghiệm:

- Kích cỡ phối liệu: 0,074 mm.
- Tỷ lệ mol phối liệu M
Mn
/M
C
= 2,0.
- Thời gian lưu mẫu thiêu ở nhiệt độ nghiên cứu: 15 phút.
- Nhiệt độ thiêu được thay đổi từ 500
o
C ÷ 800
o
C.
Kết quả thí nghiệm được trình bày ở bảng 8 và hình 3.
Bảng 8: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi.
TT
Nhiệt độ
(T
o
C)
Khối lượng Mn
trong bã (g)
Hiệu suất
(%)
1 500 12,004 51,38
2 550 10,698 56,67
3 600 9,567 61,25
4 650 8,876 64,05
5 700 7,269 70,56

và các khoáng vật khác trong quặng làm ngăn cản sự tiếp xúc giữa
cacbon và MnO
2
. Ngoài ra ở nhiệt độ cao đã có sự chuyển đổi pha, chuyển đổi
hóa học của MnO
2
tạo ra các dạng oxyt mangan khác có hoạt tính kém hơn.

3.1.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lưu mẫu khi thiêu hoàn nguyên.
Điều kiện thí nghiệm:

- Kích cỡ phối liệu: 0,074 mm.
- Tỷ lệ mol phối liệu M
Mn
/M
C
= 2,0.
- Nhiệt độ thiêu: 700
o
C.
- Thời gian lưu tại 700
3.1.1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối liệu.
Điều kiện thí nghiệm:

- Nhiệt độ thiêu: 700
o
C .
- Kích cỡ phối liệu: 0,074 mm.

chất lượng cao từ quặng mangan .
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
22
Hình 5: Ảnh hưởng của tỷ lệ phối
liệu đến hiệu suất thu hồi sản phẩm.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0.67 1.17 1.67
Tỷ lệ phối liệu.
Hiệu suất (%).
tỷ lệ mol phối liệu M
Mn
/M
C
= 1,0 thì hiệu suất thu hồi hợp lý với quá trình sản xuất
lớn và đạt 77,41%. Giá trị này được lý giải do một phần than bị hao phí do cháy.
Khi tiếp tục tăng tỷ lệ than trong phối liệu thì hiệu suất phân huỷ lại tăng ít có thể
do khả năng quặng mangan và than tương tác với nhau ở trạng thái dị pha rắn nên
trong hệ luôn còn một phần các cấu tử ban đầu không tham gia phản ứng.
Bảng 10: Ảnh h
ưởng của tỷ lệ phối liệu đến hiệu suất thu hồi.
TT
Tỷ lệ phối liệu

ết quả thí nghiệm
được trình bày trong bảng 11 và hình 6. Các kết quả thí nghiệm cho thấy cỡ hạt
càng mịn thì cho hiệu suất thu hồi sản phẩm càng cao và đạt đến 77,41% khi cỡ
BCTK:Nghiên cứu công nghệ sản xuất MnO
2
chất lượng cao từ quặng mangan .
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
23
Hình 6: Ảnh hưởng của cỡ hạt đến
hiệu suất thu hồi sản phẩm.
20
30
40
50
60
70
80
00.20.40.6
Cỡ hạt (mm).
Hiệu suất (%).
hạt phối liệu đạt cỡ 0,074mm. Tuy nhiên để phù hợp với quá trình sản xuất lớn
và giảm giá thành của sản phẩm sau này thì chỉ cần nghiền đến cỡ hạt < 0,10
mm đã cho hiệu suất thu hồi hợp lý và đạt 77,28%.
Bảng 11: Ảnh hưởng của cỡ hạt đến hiệu suất phân hủy.
TT
Cỡ hạt
(mm)
Khối lượng Mn
trong bã (g)
Hiệu

• Kích thước hạt liệu: < 0,1 mm.
• Hòa tách bằng dung dịch H
2
SO
4
400 g/l.
• Nhiệt độ hòa tách 60
o
C với tỷ lệ L/R khi hòa tách bằng 3.