中南大学化学化工学院锰资源高效清洁利用湖南省重点实验室
- 作品数：12 被引量：42H指数：4
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- 相关领域：冶金工程矿业工程理学化学工程更多>>
- 用电解锰阳极液制备电池级硫酸锰被引量：3
- 2022年
- 研究了采用一种新型萃取剂A从电解锰阳极液中通过溶剂萃取获得制备电池级硫酸锰的高纯溶液,考察了振荡时间、水相pH、萃取剂浓度、有机相皂化率、相比Vo/Va、硫酸铵浓度对萃取的影响,以及相比Vo/Va和酸度对反萃取的影响。结果表明:在Vo/Va=1.5/1、萃取剂体积分数30%、有机相皂化率30%、水相pH=4.6、25℃条件下萃取15 min,锰萃取率为77.9%,镁萃取率为13.7%;用1 mol/L硫酸溶液,在相比Vo/Va=6/1条件下反萃取负载有机相,得到平均锰质量浓度53 g/L、酸度较低的反萃取液;用此反萃取液制得的硫酸锰产品中锰质量分数大于32%,镁质量分数低于1.5×10^(-5),符合化工行业《电池用硫酸锰》一等品要求。
- 狄家康王启任王帅钟宏张超
- 关键词：锰溶剂萃取硫酸锰
- 湿化学法制备石榴石型固态电解质Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)被引量：2
- 2021年
- 锂电池因能量密度高、循环寿命长、绿色清洁等特点被广泛应用,但其液态电解质易泄漏、挥发,且隔膜易被锂枝晶刺穿造成短路,引发危险。固态电解质大多是不具燃烧性的无机材料,室温下离子电导率较高、电化学窗口宽且适用温度范围广。因此,采用固态电解质替代液态电解质具有十分重要的意义。相对于其他类型固态电解质,石榴石型氧化物Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)具有离子电导率高、电化学窗口宽(>5V vs.Li/Li^(+))、对锂稳定性好和热稳定性高等特点,是非常具有发展潜力的无机固态电解质。本文采用溶胶-凝胶法和低温燃烧法两种湿化学法合成LLZO粉末,对应的电解质片在40℃时的离子电导率分别为1.22×10^(-5)S/cm和3.87×10^(-6)S/cm,活化能分别为0.34eV和0.32eV。从实验结果综合比较,溶胶-凝胶法为最佳制备方法。
- 潘迪孔江榕刘欣楠黄美琪周涛
- 关键词：溶胶-凝胶法低温燃烧法
- 基于DFT计算的肟类浮选捕收剂的构效关系被引量：1
- 2022年
- 研究不同取代基的肟类化合物(R^(1)R^(2)C=NOH,其中R^(1)/R^(2)为烷基)的结构与其相应浮选性能之间的关系。密度泛函理论(DFT)计算结果表明,在R^(1)位置引入苯基可以提高捕收剂分子的酸性,而引入庚基可以有效地提高其疏水性,有利于强化范德华相互作用。同时,在R^(2)位置引入的氨基可以提供阳离子位点,并与矿物的负电荷表面相互作用,而引入的羟基可以提供与金属离子形成稳定螯合物的额外作用位点。根据构效关系进行结构优化,筛选得到3种高效捕收剂。这3种捕收剂都具有优异的浮选分离性能,证明本文作者对肟类化合物进行结构改性的有效性。
- 卢宇熙王帅曹占芳马鑫钟宏
- 关键词：浮选捕收剂DFT计算构效关系结构改性
- 捕收剂的分子设计与绿色合成被引量：9
- 2020年
- 捕收剂是矿物浮选分离过程中必不可少的药剂,研究捕收剂的分子设计与绿色合成对于提高浮选技术水平具有重要意义。综述近年来中南大学钟宏教授课题组在捕收剂的分子设计、绿色合成与浮选机理研究方面的系列成果。研究开发溶剂法合成黄原酸盐等硫化矿捕收剂的绿色合成技术,提高合成效率,改善生产环境。设计并合成异丁基黄原酸苯甲酰基酯等多种新型硫化矿捕收剂、Gemini双季铵盐等多种新型非硫化矿捕收剂及N,N-二丁基二硫代氨基甲酸乙羟肟酸等硫化?氧化矿双功能捕收剂,此外还研究选矿药剂之间的组合用药。
- 贾云钟宏王帅曹占芳马鑫刘广义
- 关键词：浮选捕收剂
- 碳酸锰矿选矿技术研究进展与展望被引量：1
- 2023年
- 中国是锰资源开发利用、锰产品加工及消费大国,锰矿对外依存度逐年攀升。因资源禀赋及产业结构问题,国内大量进口高品位氧化锰矿,用于加工锰系合金及新能源电池原材料;中低品位碳酸锰矿石,主要用于生产电解锰,制造锰系不锈钢。中国电解锰厂使用的碳酸锰矿石平均品位大多为12%~13%,不仅导致生产过程物料消耗较高,总锰回收率偏低,还会产生大量电解锰废渣,由此带来较大的生态环境隐患与极高的固废处置难度。因此,针对中国碳酸锰矿特点,通过选矿提高矿石品位,从源头减少锰渣量,对拓宽国内锰资源产品路线及保障国内锰产业链供应链自主可控具有重大意义。研究通过分析比较洗矿、重选、磁选、浮选、光电选矿及联合选矿技术的适用条件及技术优势,提出了碳酸锰矿高效开发利用途径及选矿技术研究方向。
- 徐欢张超秦林杨绍泽马鑫
- 关键词：碳酸锰矿锰渣选矿源头减量
- 电解锰渣无害化处理与资源化利用技术研究进展被引量：14
- 2019年
- 电解锰渣属第Ⅱ类一般工业固废。随着电解锰渣产量的增加和国家对环保要求的提高,电解锰渣的合理处置问题受到了越来越多的关注。根据电解锰渣的利用级别,可将电解锰渣的处理方式分为安全堆存、无害化处理和资源化利用三个层次。根据技术特征,可以将电解锰渣处理技术分为安全堆存技术、干法处理技术、火法处理技术及湿法处理技术四大类。本文按照电解锰渣的处理技术特征,对近年来的相关研究进展进行探讨,以期寻找到在技术、经济、市场容量或消纳能力及标准要求等方面同时可行的方案。
- 张超王帅钟宏秦林
- 关键词：电解锰渣无害化资源化
- 固体氧化物电解池La_(0.75)Sr_(0.25)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3-δ)-Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(2-δ)梯度型复合阴极制备及性能研究被引量：6
- 2021年
- 在氧化和还原条件下具有稳定结构的La_(0.75)Sr_(0.25)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3-δ)(LSCM)钙钛矿型氧化物是固体氧化物电解池(SOEC)高温水蒸气电解的重要阴极材料之一。为改进LSCM基阴极的催化活性,优化电极反应的三相界面,本研究通过LSCM与Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(2-δ)(GDC)按照不同摩尔比组合成3层结构的梯度型复合阴极,并且在电极与电解质之间增加一层薄层的GDC缓冲层,增强电极与电解质的结合强度和化学相容性。构建三电极体系进行电化学测试,各电极分别在800℃,4%H_(2)O/H_(2)和4%H_(2)O/N_(2)环境中,开路电压状态下进行电化学阻抗谱测试,并根据等效电路将测试结果进行拟合。根据拟合结果研究阴极在还原和非还原性条件下电极反应过程的极化阻抗和控制步骤。当梯度型复合阴极中LSCM与GDC在第1~3层的摩尔比分别为40∶60,60∶40,80∶20时,电极在还原和非还原性气氛下具有较低的欧姆电阻和电极反应极化电阻,在4%H_(2)O/H_(2)环境下的欧姆阻抗R_(0)和极化阻抗R_(p1),R_(p2),R_(p3)分别为1.06,0.13,0.057,0.0082Ω·cm^(2),在4%H_(2)O/N_(2)环境下的欧姆阻抗R_(0)和极化阻抗R_(p1),R_(p2),R_(p3)分别为1.71,0.47,0.048,0.83Ω·cm^(2),因此电极具有较高的电子-离子电导率和较大的三相界面。
- 谢益林孔江榕潘迪刘欣楠周涛
- 关键词：固体氧化物电解池
- 醋酸-醋酸钠体系中铜铅硫化矿物电氧化浸出分离行为
- 2020年
- 针对铜铅复杂矿物难以高效分离的技术难题,文中构建了醋酸-醋酸钠电氧化体系,并系统考察了方铅矿、黄铜矿的电氧化浸出分离行为。结果表明,醋酸-醋酸钠不仅能维持体系的稳定,还能与铅离子结合形成络合物,强化方铅矿的选择性浸出过程。优化的工艺条件为:固液比0.02 g/mL,搅拌速度700 r/min,阳极电流密度659.4 A/m^2,常温,反应时间60 min,氯化钠浓度3 mol/L,槽电压3.8~4.4 V。优化条件下,Pb的浸出率达71.55%,Cu的浸出率仅为1.85%,实现了铅、铜硫化矿物的经济高效分离回收。该技术具有良好的工业化应用前景。
- 曹占芳谭锦勇钟宏
- 关键词：混合精矿方铅矿黄铜矿
- 电解锰阳极液中镁的去除试验研究被引量：2
- 2020年
- 根据热力学计算结果,确定了Mg^2+-Mn^2+-NH^+4-C2O4^2-体系中离子浓度与溶液pH之间的关系,研究了以草酸为沉淀剂从模拟阳极液中共沉淀镁、锰,以及以镁锰草酸盐沉淀物为前驱体制备镁锰氧化物材料,考察了草酸用量、溶液pH、沉淀温度、沉淀时间及陈化时间对镁、锰去除率及草酸根残余浓度的影响。结果表明:在镁、锰总物质的量与草酸用量比为1/0.8、溶液pH=2.0、沉淀温度80℃、沉淀时间0.5 h、陈化时间1 h条件下,镁、锰离子去除率分别达76.35%和81.51%,草酸根离子残余浓度为31.8 mmol/L。热重、X射线衍射(XRD)及红外光谱分析结果表明,镁锰草酸盐沉淀物在600℃条件下焙烧4 h,可获得结晶度较高的氧化物Mg6MnO8,实现镁锰资源的有效回收。
- 武岩岩张超王帅钟宏
- 关键词：镁
- 电解锰无铬钝化技术研究进展被引量：1
- 2021年
- 电解锰行业普遍采用重铬酸钾作为电解锰片钝化剂,但重铬酸钾中的六价铬(Cr^(6+))有剧毒、易致癌,对人体和生态坏境都存在威胁,同时由此产生的含铬废水及含铬废渣也增加了企业的安全环保风险。因此,采用新型无铬钝化技术,尤其是研发高效、清洁无铬钝化剂势在必行。以钝化成膜物质性质将无铬钝化剂分为无机盐型、有机物型和无机盐/有机物复合型3大类,详细介绍了各类型无铬钝化剂的钝化机理、原料配比、应用条件、钝化效果及研发进展情况。同时,结合电解锰免钝化技术,为广泛、成熟替代铬酸盐钝化提供理论和技术支撑。
- 伍望张超杨绍泽秦林曹占芳
- 关键词：电解锰
