分支機構(gòu)信息
二氧化錳
二氧化錳(自然界以軟錳礦形式存在)。物理性狀:黑色無定形粉末,或黑色斜方晶體。溶解性:難溶于水、弱酸、弱堿、硝酸、冷硫酸,加熱情況下溶于濃鹽酸而產(chǎn)生氯氣。
英文別名
BLACK MANGANESE OXIDE;
MANGANESE(+4)OXIDE;
MANGANESE BIOXIDE;
MANGANESE DIOXIDE;
MANGANESE DIOXIDE, ACTIVATED;
MANGANESE (IV) DIOXIDE;
MANGANESE(IV) OXIDE ACTIVATED;
MANGANESE(IV) OXIDE ON CARRIER;
MANGANESE OXIDE;
C.I. 77728
EINECS215-202-6
化學(xué)式MnO?
分子量86.94
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì)
酸堿性:二氧化錳是兩性氧化物,它是一種常溫下非常穩(wěn)定的黑色粉末狀固體,可作為干電池的去極化劑。在實驗室常利用它的氧化性,和濃HCl作用以制取氯氣:
二氧化錳在酸性介質(zhì)中是一種強氧化劑。
二氧化錳是[MnO?]八面體,氧原子在八面體角頂上,錳原子在八面體中, [MnO?]八面體共棱連接形成單鏈或雙鏈,這些鏈和其它鏈共頂,形成空隙的隧道結(jié)構(gòu),八面體或成六方密堆積,或成立方密堆積。
二氧化錳是一種兩性氧化物,存在對應(yīng)的BaMnO3或者SrMnO3這樣的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的形式上的鹽(通過熔堿體系中的化合反應(yīng)得到) ,也存在四氯化錳。
遇還原劑時,表現(xiàn)為氧化性。如將二氧化錳放到氫氣流中加熱至1400K得到氧化錳;將二氧化錳放在氨氣流中加熱,得到棕黑色的三氧化二錳;將二氧化錳跟濃鹽酸反應(yīng),則得到l氯化錳、氯氣和水。
遇強氧化劑時,還表現(xiàn)為還原性。如將二氧化錳,碳酸鉀和硝酸鉀或氯酸鉀混合熔融,可得到暗綠色熔體,將熔體溶于水冷卻可得六價錳的化合物錳酸鉀。在酸件介質(zhì)中是一種強氧化劑。
強氧化劑,自身不燃燒,但助燃,不要和易燃物放置一起。[3]
在氯酸鉀[KClO3]分解、雙氧水(過氧化氫,H2O2)分解的反應(yīng)中作催 化劑:
安全術(shù)語
S25Avoid contact with eyes.
避免眼睛接觸。
安全性
R20/22Harmful by inhalation and if swallowed.
吸入及吞食有害。
質(zhì)量指標(biāo)
指標(biāo)名稱[4] 一等品 合格品
二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≥ 90 88
總錳(Mn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≥ 59 58
鐵(Fe)/%≤ 0.35
水分/%≤ 3.0
酸不溶物/%≤ 0.3 0.4
堿和堿土金屬/%≤ 2.0
pH值 5~7
作用用途
應(yīng)用領(lǐng)域
用作干電池去極劑,合成工業(yè)的催化劑和氧化劑,玻璃工業(yè)和搪瓷工業(yè)的著色劑、消色劑、脫鐵劑等。用于制造金屬錳、特種合金、錳鐵鑄件、防毒面具和電子材料鐵氧體 等。另外,還可用于橡膠工業(yè)以增加橡膠的粘性。還可在化學(xué)實驗中用做催化劑。[5]
有機合成用途
二氧化錳在有機化學(xué)之中十分有用。被用于氧化物的二氧化錳的形態(tài)不一,因為二氧化錳有多個結(jié)晶形態(tài),化學(xué)式可以寫成MnO?-x(H?O)n,其中x介乎0至0.5之間,而n可以大于0。二氧化錳可在不同pH下的高錳酸鉀(KMnO?)和硫酸錳(MnSO?)的反應(yīng)之中產(chǎn)生。啡色的二氧化錳沉淀物很干和很活躍。最有效的有機溶包括芳香性物質(zhì)、四氯化碳、醚、四氫呋喃和酯類等。
其中一個二氧化錳專用的化學(xué)反應(yīng)是將醇類轉(zhuǎn)化為醛類。即使該醇類中有雙鍵,也不會被二氧化錳所氧化:cis-RCH=CHCH2OH + MnO2 → cis-RCH=CHCHO + H2O + MnO
當(dāng)中的產(chǎn)物即使有多活躍也不會再被氧化。二醇類可被二氧化錳氧化為二醛。其他二氧化錳的反應(yīng)極之多,可用在氧化出胺、芳香物和三醇等。[5]
實驗室用途
用做過氧化氫(雙氧水)分解制氧氣時的催化劑。
用做加熱氯酸鉀分解制氧氣時的催化劑。
與單質(zhì)鋁粉發(fā)生鋁熱反應(yīng),制得錳。
用作顏料、黃色玻璃等。
與熱的濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣。
與熔融苛性鉀(氫氧化鉀)在空氣中反應(yīng)制取錳酸鉀。
高錳酸鉀分解反應(yīng)中,二氧化錳作為高錳酸鉀的自催化劑。[5]
注意事項
危險性概述
健康危害:過量的錳進入機體可引起中毒。主要損害中樞神經(jīng)系統(tǒng),尤其是錐體外系統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中急性中毒少見,若短時間吸入大量該品煙塵,可發(fā)生“金屬煙熱”,病人出現(xiàn)頭痛、惡心、寒戰(zhàn)、高熱、大汗。慢性中毒表現(xiàn)有神經(jīng)衰弱綜合征,植物神經(jīng)功能紊亂,興奮和抑制平衡失調(diào)的精神癥狀,重者出現(xiàn)中毒性精神??;錐體外系受損表現(xiàn)有肌張力增高、震顫、言語障礙、步態(tài)異常等。
燃爆危險:該品不燃,具刺激性。
急救措施
皮膚接觸:脫去污染的衣著,用流動清水沖洗。
眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫(yī)。
吸入:迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。如呼吸困難,給輸氧。就醫(yī)。
食入:飲足量溫水,催吐。就醫(yī)。
消防措施
危險特性:未有特殊的燃燒爆炸特性。受高熱分解放出有毒的氣體。
有害燃燒產(chǎn)物:自然分解產(chǎn)物未知。
滅火方法:消防人員必須穿全身防火防毒服,在上風(fēng)向滅火。滅火時盡可能將容器從火場移至空曠處。
泄漏應(yīng)急處理
應(yīng)急處理:隔離泄漏污染區(qū),限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴防塵面具(全面罩),穿防毒服。避免揚塵,小心掃起,置于袋中轉(zhuǎn)移至安全場所。若大量泄漏,用塑料布、帆布覆蓋。收集回收或運至廢物處理場所處置。
操作處置儲存
操作注意事項:密閉操作,加強通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn),嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩,戴化學(xué)安全防護眼鏡,穿防毒物滲透工作服,戴橡膠手套。遠(yuǎn)離易燃、可燃物。避免產(chǎn)生粉塵。避免與還原劑、酸類接觸。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲存注意事項:儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠(yuǎn)離火種、熱源。應(yīng)與易(可)燃物、還原劑、酸類分開存放,切忌混儲。儲區(qū)應(yīng)備有合適的材料收容泄漏物。
制備方法
主要取自天然礦物軟錳礦。普遍采用高溫硫酸錳溶液電解法制取,碳酸錳礦和軟錳礦均可作為原料。硫酸錳溶液的制備包括浸取、除鐵、中和、除重金屬、過濾、靜置除鈣鎂等工序,經(jīng)高溫電解后制得粗產(chǎn)品,再經(jīng)處理包括剝離、粉碎、洗滌、中和與干燥等過程制得合格晶。當(dāng)采用氯化錳溶液電解可制得纖維狀二氧化錳。還有碳酸錳、硝酸錳熱解法,由低價氧化錳與氧化劑如氯酸鈉、氯氣、氧氣等分別組合反應(yīng)直接氧化制得。[6]
硫酸錳
將菱錳礦粉與硫酸按質(zhì)量比值1 : 1.8~1 : 2.0混合進行反應(yīng),生成硫酸錳,正常情況下使用電解槽的循環(huán)酸,并補充部分硫酸,待pH=4時,加入少量二氧化錳粉,將溶液中Fe2+氧化成Fe3+,再加石灰乳中和至pH近中性,加人硫化鋇飽和溶液,使重金屬離子生成硫化物沉淀,經(jīng)過濾配制成電解液組成:MnSO4=120±20 g/L、H2SO4=30±10 g/L,在溫度93±5℃,槽電壓2~3 V下,通常經(jīng)20~30天電解,在陽極上沉積生成塊狀粗品,粗品經(jīng)剝離、粉碎、用水多次漂洗,并加入碳酸氫鈉中和至pH=5~7,再經(jīng)過濾、干燥、粉碎,制得電解二氧化錳產(chǎn)品。
化學(xué)方程式為:
MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑
2FeSO4+MnO2+2H2SO4=Fe2(SO4)3+MnSO4+2H2O
Fe2(SO4)3+6H2O=3H2SO4+2Fe(OH)3↓
MnSO4+2H2O=電解=MnO2↓+H2SO4+H2↑
氯化錳法將菱錳礦與過量鹽酸進行反應(yīng),生成氯化錳溶液,待反應(yīng)完成后,加入石灰進行中和,控制Ph4左右,加入氧化劑過氧化氫使Fe2+氧化生成氫氧化鐵沉淀而除去,凈化的氯化錳溶液加入硝酸錳配成電解液,使氯化錳濃度0.5~2.0 mol/L,HCl的濃度0.01~1.0 mol/L。電解液中可加入含量10%~15%的硝酸錳,在溫度85~95℃下電解,這樣可解決電解過程中微量氯放出反應(yīng)所造成的空氣污染及腐蝕問題。電解得到纖維狀二氧化錳,再經(jīng)粗品剝離、粉碎、中和漂洗、過濾、干燥、粉碎,制得電解二氧化錳產(chǎn)品。
化學(xué)方程式為:
MnCO3+2HCl=MnCl2+H2O+CO2↑
MnCl2+2H2O=電解=MnO2↓+2HCl+H2↑
多為地下開采,一般工藝流程同“磷塊巖”。常用的選礦方法有手選、磁選、浮選、重選等,此外化學(xué)選礦和細(xì)菌浸取法用于錳礦石有大量試驗。
湖南省湘潭錳礦選礦工藝流程如下:
硝酸錳法將軟錳礦與煤粉混合,經(jīng)還原焙燒使高價錳還原成一氧化錳,用硝酸及硫酸浸取,經(jīng)過濾、凈化,得硝酸錳溶液,再經(jīng)濃縮、熱分解得二氧化錳,最后經(jīng)稀硝酸精制、硫酸活化處理、水洗、干燥,制得化學(xué)二氧化錳產(chǎn)品。
化學(xué)方程式為:
MnO2+C=MnO+CO↑
MnO2+CO=MnO+CO2↑
MnO+2HNO3=Mn(NO3)2+H2O
Mn(NO3)2=MnO2+2NO2↑
碳酸錳法軟錳礦細(xì)粉碎與煤粉混合,進行還原焙燒生成氧化亞錳,用硫酸浸取,所得硫酸錳溶液中和到Ph4~6,沉淀雜質(zhì)過濾除渣,濾液加硫化鈉凈化,經(jīng)壓濾,加入碳酸氫銨及晶種生成碳酸錳沉淀,在空氣中通水蒸氣于大約450℃下焙燒熱分解,生成二氧化錳,剩余的碳酸錳及低價氧化錳,經(jīng)硫酸溶出,氯酸鈉重質(zhì)化,再經(jīng)洗滌,烘干得化學(xué)二氧化錳。
化學(xué)方程式為:
2MnO2+C=2MnO+CO2↑
MnO+H2SO4=MnSO4+H2O
MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3+2NH4HSO4
MnCO3+0.5O2=MnO2+CO2↑
MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑
5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Na2SO4+4H2SO4+Cl2↑[7]
天然錳礦活化法
將高質(zhì)量的軟錳礦在空氣中加熱到600~800℃,或在還原劑(如煤粉、天然氣)存在下,加熱到300℃進行還原焙燒,使二氧化錳還原生成三氧化二錳,還原產(chǎn)物再經(jīng)熱硫酸處理,歧化三氧化二錳得到高活性.Γ-MnO2和硫酸錳,酸浸后漿液經(jīng)過濾、洗滌、干燥、制得活性二氧化錳。
化學(xué)方程式為:
2MnO2+C=Mn2O3+CO↑
Mn2O3+H2SO4=MnSO4+MnO2+H2O[7]
參考資料
1.
二氧化錳——MSDS
2.
CHM法合成BaMnO_3、Ba_(1/2)Sr_(1/2)MnO_3納米晶體 .CNKI[引用日期2015-02-10]
3.
化學(xué)性質(zhì)——化工詞典
4.
二氧化錳
5.
作用與用途——化工詞典
6.
制備——化工詞典
7.
硫酸錳法和天然錳礦活化法 .a(chǎn)nychem
二氧化錳(自然界以軟錳礦形式存在)。物理性狀:黑色無定形粉末,或黑色斜方晶體。溶解性:難溶于水、弱酸、弱堿、硝酸、冷硫酸,加熱情況下溶于濃鹽酸而產(chǎn)生氯氣。
英文別名
BLACK MANGANESE OXIDE;
MANGANESE(+4)OXIDE;
MANGANESE BIOXIDE;
MANGANESE DIOXIDE;
MANGANESE DIOXIDE, ACTIVATED;
MANGANESE (IV) DIOXIDE;
MANGANESE(IV) OXIDE ACTIVATED;
MANGANESE(IV) OXIDE ON CARRIER;
MANGANESE OXIDE;
C.I. 77728
EINECS215-202-6
化學(xué)式MnO?
分子量86.94
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì)
酸堿性:二氧化錳是兩性氧化物,它是一種常溫下非常穩(wěn)定的黑色粉末狀固體,可作為干電池的去極化劑。在實驗室常利用它的氧化性,和濃HCl作用以制取氯氣:
二氧化錳在酸性介質(zhì)中是一種強氧化劑。
二氧化錳是[MnO?]八面體,氧原子在八面體角頂上,錳原子在八面體中, [MnO?]八面體共棱連接形成單鏈或雙鏈,這些鏈和其它鏈共頂,形成空隙的隧道結(jié)構(gòu),八面體或成六方密堆積,或成立方密堆積。
二氧化錳是一種兩性氧化物,存在對應(yīng)的BaMnO3或者SrMnO3這樣的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的形式上的鹽(通過熔堿體系中的化合反應(yīng)得到) ,也存在四氯化錳。
遇還原劑時,表現(xiàn)為氧化性。如將二氧化錳放到氫氣流中加熱至1400K得到氧化錳;將二氧化錳放在氨氣流中加熱,得到棕黑色的三氧化二錳;將二氧化錳跟濃鹽酸反應(yīng),則得到l氯化錳、氯氣和水。
遇強氧化劑時,還表現(xiàn)為還原性。如將二氧化錳,碳酸鉀和硝酸鉀或氯酸鉀混合熔融,可得到暗綠色熔體,將熔體溶于水冷卻可得六價錳的化合物錳酸鉀。在酸件介質(zhì)中是一種強氧化劑。
強氧化劑,自身不燃燒,但助燃,不要和易燃物放置一起。[3]
在氯酸鉀[KClO3]分解、雙氧水(過氧化氫,H2O2)分解的反應(yīng)中作催 化劑:
安全術(shù)語
S25Avoid contact with eyes.
避免眼睛接觸。
安全性
R20/22Harmful by inhalation and if swallowed.
吸入及吞食有害。
質(zhì)量指標(biāo)
指標(biāo)名稱[4] 一等品 合格品
二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≥ 90 88
總錳(Mn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≥ 59 58
鐵(Fe)/%≤ 0.35
水分/%≤ 3.0
酸不溶物/%≤ 0.3 0.4
堿和堿土金屬/%≤ 2.0
pH值 5~7
作用用途
應(yīng)用領(lǐng)域
用作干電池去極劑,合成工業(yè)的催化劑和氧化劑,玻璃工業(yè)和搪瓷工業(yè)的著色劑、消色劑、脫鐵劑等。用于制造金屬錳、特種合金、錳鐵鑄件、防毒面具和電子材料鐵氧體 等。另外,還可用于橡膠工業(yè)以增加橡膠的粘性。還可在化學(xué)實驗中用做催化劑。[5]
有機合成用途
二氧化錳在有機化學(xué)之中十分有用。被用于氧化物的二氧化錳的形態(tài)不一,因為二氧化錳有多個結(jié)晶形態(tài),化學(xué)式可以寫成MnO?-x(H?O)n,其中x介乎0至0.5之間,而n可以大于0。二氧化錳可在不同pH下的高錳酸鉀(KMnO?)和硫酸錳(MnSO?)的反應(yīng)之中產(chǎn)生。啡色的二氧化錳沉淀物很干和很活躍。最有效的有機溶包括芳香性物質(zhì)、四氯化碳、醚、四氫呋喃和酯類等。
其中一個二氧化錳專用的化學(xué)反應(yīng)是將醇類轉(zhuǎn)化為醛類。即使該醇類中有雙鍵,也不會被二氧化錳所氧化:cis-RCH=CHCH2OH + MnO2 → cis-RCH=CHCHO + H2O + MnO
當(dāng)中的產(chǎn)物即使有多活躍也不會再被氧化。二醇類可被二氧化錳氧化為二醛。其他二氧化錳的反應(yīng)極之多,可用在氧化出胺、芳香物和三醇等。[5]
實驗室用途
用做過氧化氫(雙氧水)分解制氧氣時的催化劑。
用做加熱氯酸鉀分解制氧氣時的催化劑。
與單質(zhì)鋁粉發(fā)生鋁熱反應(yīng),制得錳。
用作顏料、黃色玻璃等。
與熱的濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣。
與熔融苛性鉀(氫氧化鉀)在空氣中反應(yīng)制取錳酸鉀。
高錳酸鉀分解反應(yīng)中,二氧化錳作為高錳酸鉀的自催化劑。[5]
注意事項
危險性概述
健康危害:過量的錳進入機體可引起中毒。主要損害中樞神經(jīng)系統(tǒng),尤其是錐體外系統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中急性中毒少見,若短時間吸入大量該品煙塵,可發(fā)生“金屬煙熱”,病人出現(xiàn)頭痛、惡心、寒戰(zhàn)、高熱、大汗。慢性中毒表現(xiàn)有神經(jīng)衰弱綜合征,植物神經(jīng)功能紊亂,興奮和抑制平衡失調(diào)的精神癥狀,重者出現(xiàn)中毒性精神??;錐體外系受損表現(xiàn)有肌張力增高、震顫、言語障礙、步態(tài)異常等。
燃爆危險:該品不燃,具刺激性。
急救措施
皮膚接觸:脫去污染的衣著,用流動清水沖洗。
眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫(yī)。
吸入:迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。如呼吸困難,給輸氧。就醫(yī)。
食入:飲足量溫水,催吐。就醫(yī)。
消防措施
危險特性:未有特殊的燃燒爆炸特性。受高熱分解放出有毒的氣體。
有害燃燒產(chǎn)物:自然分解產(chǎn)物未知。
滅火方法:消防人員必須穿全身防火防毒服,在上風(fēng)向滅火。滅火時盡可能將容器從火場移至空曠處。
泄漏應(yīng)急處理
應(yīng)急處理:隔離泄漏污染區(qū),限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴防塵面具(全面罩),穿防毒服。避免揚塵,小心掃起,置于袋中轉(zhuǎn)移至安全場所。若大量泄漏,用塑料布、帆布覆蓋。收集回收或運至廢物處理場所處置。
操作處置儲存
操作注意事項:密閉操作,加強通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn),嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩,戴化學(xué)安全防護眼鏡,穿防毒物滲透工作服,戴橡膠手套。遠(yuǎn)離易燃、可燃物。避免產(chǎn)生粉塵。避免與還原劑、酸類接觸。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲存注意事項:儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠(yuǎn)離火種、熱源。應(yīng)與易(可)燃物、還原劑、酸類分開存放,切忌混儲。儲區(qū)應(yīng)備有合適的材料收容泄漏物。
制備方法
主要取自天然礦物軟錳礦。普遍采用高溫硫酸錳溶液電解法制取,碳酸錳礦和軟錳礦均可作為原料。硫酸錳溶液的制備包括浸取、除鐵、中和、除重金屬、過濾、靜置除鈣鎂等工序,經(jīng)高溫電解后制得粗產(chǎn)品,再經(jīng)處理包括剝離、粉碎、洗滌、中和與干燥等過程制得合格晶。當(dāng)采用氯化錳溶液電解可制得纖維狀二氧化錳。還有碳酸錳、硝酸錳熱解法,由低價氧化錳與氧化劑如氯酸鈉、氯氣、氧氣等分別組合反應(yīng)直接氧化制得。[6]
硫酸錳
將菱錳礦粉與硫酸按質(zhì)量比值1 : 1.8~1 : 2.0混合進行反應(yīng),生成硫酸錳,正常情況下使用電解槽的循環(huán)酸,并補充部分硫酸,待pH=4時,加入少量二氧化錳粉,將溶液中Fe2+氧化成Fe3+,再加石灰乳中和至pH近中性,加人硫化鋇飽和溶液,使重金屬離子生成硫化物沉淀,經(jīng)過濾配制成電解液組成:MnSO4=120±20 g/L、H2SO4=30±10 g/L,在溫度93±5℃,槽電壓2~3 V下,通常經(jīng)20~30天電解,在陽極上沉積生成塊狀粗品,粗品經(jīng)剝離、粉碎、用水多次漂洗,并加入碳酸氫鈉中和至pH=5~7,再經(jīng)過濾、干燥、粉碎,制得電解二氧化錳產(chǎn)品。
化學(xué)方程式為:
MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑
2FeSO4+MnO2+2H2SO4=Fe2(SO4)3+MnSO4+2H2O
Fe2(SO4)3+6H2O=3H2SO4+2Fe(OH)3↓
MnSO4+2H2O=電解=MnO2↓+H2SO4+H2↑
氯化錳法將菱錳礦與過量鹽酸進行反應(yīng),生成氯化錳溶液,待反應(yīng)完成后,加入石灰進行中和,控制Ph4左右,加入氧化劑過氧化氫使Fe2+氧化生成氫氧化鐵沉淀而除去,凈化的氯化錳溶液加入硝酸錳配成電解液,使氯化錳濃度0.5~2.0 mol/L,HCl的濃度0.01~1.0 mol/L。電解液中可加入含量10%~15%的硝酸錳,在溫度85~95℃下電解,這樣可解決電解過程中微量氯放出反應(yīng)所造成的空氣污染及腐蝕問題。電解得到纖維狀二氧化錳,再經(jīng)粗品剝離、粉碎、中和漂洗、過濾、干燥、粉碎,制得電解二氧化錳產(chǎn)品。
化學(xué)方程式為:
MnCO3+2HCl=MnCl2+H2O+CO2↑
MnCl2+2H2O=電解=MnO2↓+2HCl+H2↑
多為地下開采,一般工藝流程同“磷塊巖”。常用的選礦方法有手選、磁選、浮選、重選等,此外化學(xué)選礦和細(xì)菌浸取法用于錳礦石有大量試驗。
湖南省湘潭錳礦選礦工藝流程如下:
硝酸錳法將軟錳礦與煤粉混合,經(jīng)還原焙燒使高價錳還原成一氧化錳,用硝酸及硫酸浸取,經(jīng)過濾、凈化,得硝酸錳溶液,再經(jīng)濃縮、熱分解得二氧化錳,最后經(jīng)稀硝酸精制、硫酸活化處理、水洗、干燥,制得化學(xué)二氧化錳產(chǎn)品。
化學(xué)方程式為:
MnO2+C=MnO+CO↑
MnO2+CO=MnO+CO2↑
MnO+2HNO3=Mn(NO3)2+H2O
Mn(NO3)2=MnO2+2NO2↑
碳酸錳法軟錳礦細(xì)粉碎與煤粉混合,進行還原焙燒生成氧化亞錳,用硫酸浸取,所得硫酸錳溶液中和到Ph4~6,沉淀雜質(zhì)過濾除渣,濾液加硫化鈉凈化,經(jīng)壓濾,加入碳酸氫銨及晶種生成碳酸錳沉淀,在空氣中通水蒸氣于大約450℃下焙燒熱分解,生成二氧化錳,剩余的碳酸錳及低價氧化錳,經(jīng)硫酸溶出,氯酸鈉重質(zhì)化,再經(jīng)洗滌,烘干得化學(xué)二氧化錳。
化學(xué)方程式為:
2MnO2+C=2MnO+CO2↑
MnO+H2SO4=MnSO4+H2O
MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3+2NH4HSO4
MnCO3+0.5O2=MnO2+CO2↑
MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑
5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Na2SO4+4H2SO4+Cl2↑[7]
天然錳礦活化法
將高質(zhì)量的軟錳礦在空氣中加熱到600~800℃,或在還原劑(如煤粉、天然氣)存在下,加熱到300℃進行還原焙燒,使二氧化錳還原生成三氧化二錳,還原產(chǎn)物再經(jīng)熱硫酸處理,歧化三氧化二錳得到高活性.Γ-MnO2和硫酸錳,酸浸后漿液經(jīng)過濾、洗滌、干燥、制得活性二氧化錳。
化學(xué)方程式為:
2MnO2+C=Mn2O3+CO↑
Mn2O3+H2SO4=MnSO4+MnO2+H2O[7]
參考資料
1.
二氧化錳——MSDS
2.
CHM法合成BaMnO_3、Ba_(1/2)Sr_(1/2)MnO_3納米晶體 .CNKI[引用日期2015-02-10]
3.
化學(xué)性質(zhì)——化工詞典
4.
二氧化錳
5.
作用與用途——化工詞典
6.
制備——化工詞典
7.
硫酸錳法和天然錳礦活化法 .a(chǎn)nychem