Nuevo proceso de reducción por tostación de mineral de manganeso con residuos de azufre y extracción de Mn mediante lixiviación ácida
Autores: Liu, Yongjie; He, Fupeng; Ma, Donglai; Hu, Qingqing; You, Zhixiong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Dióxido de manganeso
Azufre
Reducción
Industrializado
Tostación
Extracción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 3
Citaciones: Sin citaciones
El dióxido de manganeso se reduce típicamente a un estado bivalente antes de ser extraído; aquí, el azufre se considera un reductor eficiente y la reducción basada en azufre se ha industrializado en China. En este estudio, se investigó el mecanismo de reacción entre MnO2 y azufre gaseoso. Termodinámicamente, la reducción de MnO2 por azufre gaseoso es factible. Se calculó el diagrama de fases predominante como funciones de la temperatura y la fracción de S2(g) en el sistema S2-MnO2. La validación experimental mostró que MnO2 se redujo de manera escalonada a óxidos de manganeso de bajo valencia y sulfato de manganeso. La composición de fase de los productos tostados fue compleja, y se formó inevitablemente MnS. El estado de valencia, así como la microestructura del dióxido de manganeso durante el tostado de reducción, también se investigaron mediante espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) y espectroscopia electrónica de barrido con dispersión de energía (SEM-EDS). El proceso de reacción podría describirse mediante un modelo de núcleo no reaccionado. El manganeso se extrajo mediante una solución de ácido sulfúrico después de la reducción con desechos de azufre. En ácido sulfúrico, se logró una extracción de Mn del 95.2% en peso, utilizando una temperatura de tostado de 450 grados C, un tiempo de tostado de 30 minutos y una relación molar S2/MnO2 de 0.40. En las mismas condiciones, se logró una baja extracción de Fe. Por otro lado, en agua desionizada, se logró una extracción de Mn del 24.3% en peso, confirmando la formación de MnSO4.
Descripción
El dióxido de manganeso se reduce típicamente a un estado bivalente antes de ser extraído; aquí, el azufre se considera un reductor eficiente y la reducción basada en azufre se ha industrializado en China. En este estudio, se investigó el mecanismo de reacción entre MnO2 y azufre gaseoso. Termodinámicamente, la reducción de MnO2 por azufre gaseoso es factible. Se calculó el diagrama de fases predominante como funciones de la temperatura y la fracción de S2(g) en el sistema S2-MnO2. La validación experimental mostró que MnO2 se redujo de manera escalonada a óxidos de manganeso de bajo valencia y sulfato de manganeso. La composición de fase de los productos tostados fue compleja, y se formó inevitablemente MnS. El estado de valencia, así como la microestructura del dióxido de manganeso durante el tostado de reducción, también se investigaron mediante espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) y espectroscopia electrónica de barrido con dispersión de energía (SEM-EDS). El proceso de reacción podría describirse mediante un modelo de núcleo no reaccionado. El manganeso se extrajo mediante una solución de ácido sulfúrico después de la reducción con desechos de azufre. En ácido sulfúrico, se logró una extracción de Mn del 95.2% en peso, utilizando una temperatura de tostado de 450 grados C, un tiempo de tostado de 30 minutos y una relación molar S2/MnO2 de 0.40. En las mismas condiciones, se logró una baja extracción de Fe. Por otro lado, en agua desionizada, se logró una extracción de Mn del 24.3% en peso, confirmando la formación de MnSO4.