刚柔组合桨强化软锰矿浸出过程的反应动力学特性

• 作者: 谢昭明 陈庚 刘仁龙 刘作华 岑少斗 陶长元 郭胜惠
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 软锰矿 湿法冶金 还原 浸取 刚柔组合桨 动力学
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 催化、动力学与反应器
• 页码范围: 2586-2595
• 页数: 9页
• 分类号: TQ027.6
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20201304

摘要

在软锰矿湿法浸出过程中，采用传统搅拌桨反应器，容易出现流体“打旋”现象，导致传质效果差，进而降低反应效率。因而，本研究将刚柔组合桨应用于软锰矿的还原浸出过程，强化浸出过程的传质行为，提高锰矿浸出率。结果表明，在黄铁矿与软锰矿质量比为0.20，硫酸浓度为1.5mol/L，液固比为10，温度为363K下，软锰矿中锰的浸出率达到90.12%，与传统桨叶相比，锰浸出率提高5.5%。同时，研究发现浸出过程遵循核收缩模型且受表面化学反应控制，黄铁矿与软锰矿质量比、初始硫酸浓度、液固比的反应级数分别为1.2679、0.4182、1.1959，反应动力学方程为1-(1-X)1/3=0.96×103(mFeS2/mMnO2)1.2679[H2SO4]0.4182(L/S)1.1959exp(-41.75×103/RT)t，浸出反应的表观活化能为41.75kJ/mol。刚柔组合桨体系下的软锰矿浸出反应表观活化能相比传统搅拌体系下的软锰矿浸出反应表观活化能的文献报道值降低4.515~20.54kJ/mol。