大洋多金属锰结核酸浸贵液中铁锰元素的脱除
2020年3-4月各地模考汇编-物质结构与性质
2020年3-4月模拟物质结构与性质1．(2020·江苏省如皋中学高三调研)乙醛能够发生下列反应：(1)Mn2＋的基态电子排布式为________________________________。
(2)氯化亚砜(SOCl2)是有机合成中重要的氯化剂，与SOCl2互为等电子体的阴离子的化学式为____________________________。
(3)CH3CHO分子中碳原子的轨道杂化类型是________________________________。
(4)乙酸的沸点(117.9 ℃)比乙醛的沸点(20.8 ℃)高的主要原因是____________________。
(5)不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2－的结构可用示意图表示为________________________。
(6)如图表示Cu2O的晶胞，Cu＋的配位数是______________________________。
2．(2020·湖北宜昌市高三调研)Ⅰ.羟基磷酸钙[Ca10(PO4)6(OH)2]具有优良的生物相容性和生物活性，它在口腔保健中具有重要作用，可以防止龋齿等，回答下列问题。
(1)Ca10(PO4)6(OH)2中，元素的电负性按由大到小的顺序依次是__________________。
(2)上述元素都能形成氢化物，其中PH3与同主族元素N形成的氢化物的键角关系是PH3___NH3(填“＞”或“＜”)，PO43-离子空间构型是_________________。
(3)现已合成含钙的全氮阴离子盐，其中阴离子N5-为平面正五边形结构，N原子的杂化类型是_________________。
(4)碳酸钙的分解温度远高于碳酸镁，其原因是____________________。
(5)黑磷是磷的一种同素异形体，与石墨烯类似，其晶体结构片段如图1所示：其中最小的环为6元环，每个环平均含有___个P原子。
关于地下水中铁、锰的去除及生产工艺用水水站的设计研究
关于地下水中铁、锰的去除及生产工艺用水水站的设计研究摘要：地下水中的铁、锰元素的去除治理在一定程度上影响了我国水资源的利用率，甚至地下水会出现一股腥臭的味道。
基于此，本文就从地下水中铁、锰元素的来源影响以及去除方法出发，对生产工艺用水水站的设计方法进行探讨分析。
以此，更好地满足人民日常的生产生活需求。
关键词：地下水；工艺用水生产；水站设计前言：地下水的治理方面一直是我国水环境治理中较为重视的一环，水中的铁元素以及锰元素的超标会在一定程度上影响人们的生产生活，所以有效地加强地下水中铁、锰元素的去除方法是十分必要的，这样才能有效地提升生产工艺用水水站的设计方法。
1.地下水中铁、锰元素的来源影响以及去除方法1.1生物去除法可以利用生物去除法对地下水中的铁、锰元素进行治理，主要就通过构建过滤池，利用过滤池对铁细菌进行培养，在活性过滤膜上附着进行繁殖，可以有效地吸附地下水中的铁离子，同时也可以通过溶解氧化的形式将亚铁离子氧化成为氧铁离子，进一步产生更加能量进行释放，以此保证细菌体系的始终维持生命附着的活力。
生物法去除铁、锰元素主要通过两种方法，第一个方法就是利用细菌产生酶或者其他因素对地下水中杂质去除起到了催化的作用，第二个方面就是通过生物细胞体分泌出具有活性反应的小分子与锰产生反应，通过改变水的酸碱度，对于锰元素可以起到一定程度的固化作用。
可以去除铁元素以及锰元素的微生物较多，例如假单胞菌以及生石微菌等等都可以对地下水中的铁、锰元素的去除以及治理起到良好的作用[1]。
1.2药物氧化去除方法现今处理地下水中的铁元素以及锰元素的药物主要是利用氯氧化法、高锰酸钾氧化法、过氧化氢氧化法以及臭氧化法，四种药剂氧化治理方法。
药剂氧化去除方法主要是利用具有较强氧化性的化学药剂与地下水中铁元素以及锰元素进行氧化融合，氧化反应发生过后就可以利用沉淀工艺将氧化后的离子进行分离。
经常使用的氯氧化剂主要是二氧化氯以及次氯酸钠，治理地下水时以氯气作为氧化剂就会有效地提升地下水中铁元素的去除效率，相应的氯气与地下水的酸碱度的比值呈现正比，氯气投入多，酸碱值也会随之升高。
工业给水处理 第二章-除铁除锰
• 含Fe2+地下水，在曝气过程中溶入O2并逸出CO2，后者可提高水的 pH值，加快氧化反应速率。 • 溶解氧使Fe2+转变成Fe(OH)3凝聚物，然后进入石英砂滤池过滤去除 Fe(OH)3。这里的石英砂滤池和常规水处理中的过滤池功能完全相同， 仅起到拦截Fe(OH)3的作用，故又称澄清滤池。 • 因铁的自然氧化速率很慢，故自然氧化法需要设置庞大的氧化池， 其逗留时间1-2h。 • 二价锰在自然氧化条件下，只有将pH值提高到9以上甚至更高，氧 化速率才会明显加快，因此实际上除锰不可能采用此方法。 • 为加快氧化反应速率，简化工艺流程，节省造价，此法正逐步被接 触氧化法所取代。
我国饮用水水质标
准中规定，铁、锰浓度
臭和味 肉眼可见物 pH （pH单位） 铝（mg/L） 铁（mg/L） 锰（mg/L） 铜（mg/L）
分别不得超过0.3mg/L
和0.1mg/L，铁 、 锰含 量超过标准的原水须经 除铁除锰处理。
锌（mg/L）
氯化物（mg/L） 硫酸盐（mg/L） 溶解性总固体（mg/L） 总硬度(以CaCO3计，mg/L） 耗氧量（CODMn法，以O2计，mg/L） 挥发酚类（以苯酚计，mg/L） 阴离子合成洗涤剂（mg/L）
1.2.3 有机物对铁锰的溶解作用
• 有机酸能溶解岩层中二价铁和锰； • 有机物质能将岩层中三价铁还原为二价铁而使之溶于水； • 有机物质能和铁生成复杂的有机铁而溶于水。
含铁岩层呈红色
1.2.4 铁的硫化物被氧化而溶于水
• 较典型的铁的硫化物被氧化： 2FeS2+7O2+2H2O→2FeSO4+2H2SO4 • 这是酸性矿水中铁的主要来源，含铁浓度每升可达数百毫 克，一般不作为工业和城镇的给水水源。 • 除酸性矿水之外，一般来说地下水中含有硫酸亚铁的情况 十分罕见。
高中化学微专题18 金属及其化合物制备流程(Mn)-备战2022年高考化学考点微专题(原卷版)
微专题18 金属及其化合物制备流程（Mn）锰:元素符号Mn，原子序数25，原子量54.94，外围电子排布3d54s2，位于第四周期ⅦB 族。
主要化合价+2、+4、+6、+7。
一、物理性质：银白色金属，硬而脆，密度7.20克/厘米3，熔点1244±3℃，沸点1962℃。
固态时有四种同素异形体，常温下为α锰。
二、化学性质：在空气中易氧化生成褐色氧化物覆盖层。
燃烧时生成四氧化三锰。
红热时与水反应生成四氧化三锰和氢。
溶于稀盐酸、稀硫酸生成二价锰盐。
高温时跟卤素、硫、磷、碳、氮直接化合。
用于制合金，少量锰能改善钢的抗冲击性能，锰铁用作炼钢过程的脱氧、脱硫添加剂。
三、用途：还用于冶炼铝合金、镁合金。
1774年瑞典人甘恩用木炭跟软锰矿共热得到锰。
主要矿物有软锰矿MnO2·xH2O、黑锰矿Mn3O4，最近发现大洋底部有大量锰结核矿。
在地壳中丰度为0.1％。
用铝还原软锰矿制得。
四、锰的提炼工艺95～98％，并且耗能高，污染严重，已经逐渐被淘汰了，而电解法生产的金属锰纯度可达99.7～99.9％以上，污染也相对较小，现在已成为了金属锰生产的主要方式。
【专题精练】1．(2021届永州市高三三模)以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料合成新型的环保催化剂(OMS—2)的工艺流程如图：(1)“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图所示。
为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是___；调pH后再过滤主要除去___元素。
(2)Mn12O19中氧元素化合价均为-2价，锰元素的化合价有两种，则Mn(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)物质的量之比为___。
生产过程中KMnO4、MnSO4•H2O按物质的量比1：5与K2S2O8反应，产物 的形式存在，该反应的离子方程式为___。
中硫元素全部以SO24(3)滤液X可进一步分离出多种化合物，其一为盐类，该盐在农业生产中可用作__。
2025届北京市顺义区化学高三上期末达标检测试题含解析
2025届北京市顺义区化学高三上期末达标检测试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。
选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。
一、选择题(共包括22个小题。
每小题均只有一个符合题意的选项）1、某化学学习小组利用如图装置来制备无水AlCl3或NaH(已知:AlCl3、NaH遇水都能迅速发生反应)。
下列说法错误的是A．制备无水AlCl3:装置A中的试剂可能是高锰酸钾B．点燃D处酒精灯之前需排尽装置中的空气C．装置C中的试剂为浓硫酸D．制备无水AlCl3和NaH时球形干燥管中碱石灰的作用完全相同2、我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置(如图所示)，闭合K2、断开K1时，制氢并储能。
下列说法正确的是A．制氢时，X电极附近pH增大B．断开K2、闭合K1时，装置中总反应为Zn+2NiOOH+2H2O=Zn(OH)2+2Ni(OH)2C．断开K2、闭合K1时，K+向Zn电极移动D．制氢时，每转移0.1N A电子，溶液质量减轻0.1g3、下列操作能达到实验目的的是目的实验操作A Al2O3有两性将少量Al2O3分别加入盐酸和氨水中B 浓硫酸有脱水性蔗糖中加入浓硫酸，用玻璃棒充分搅拌C 检验SO42-向某溶液中滴加少量酸化的BaCl2溶液D 检验Fe2+向某溶液中滴入氯水，再滴入KSCN溶液A．A B．B C．C D．D4、共用两个及两个以上碳原子的多环烃称为桥环烃，共用的碳原子称为桥头碳。
桥环烃二环[2.2.0]己烷的碳原子编号为。
下列关于该化合物的说法错误的是（）A．桥头碳为1号和4号B．与环己烯互为同分异构体C．二氯代物有6种（不考虑立体异构）D．所有碳原子不可能位于同一平面5、中华优秀传统文化涉及到很多的化学知识。
地下水除铁除锰技术探讨
地下水除铁除锰技术探讨RSS打印复制链接大中小发布时间：2011—04—27 08:27:511、地下水除铁、除锰原理由于铁和锰的性质很相似，所以去除铁和锰的原理也相同,即:用氧化法充分曝气,把水中的溶解态的+2价铁和锰氧化成+3价铁和+4价猛的不溶态化合物,经氧化和絮凝后，生成的铁、锰沉淀物可经过滤而去除，从而达到除铁、除锰的功效。
2、传统地下水除铁、除锰技术长期以来，人们一直使用物理化学的方法去除水中的二价铁和二价锰。
美国从1950年就将锰质绿砂有效的运用到除铁和除锰过程。
2.1曝气氧化法此法是利用空气中的氧气与水中的+2价铁和锰接触，将其氧化成+3价铁和+4价锰的化合物，然后经沉淀，过滤达到除铁、除锰的目的。
此过程去除铁、锰所需的PH值应不低于7。
0，PH值越高，氧化速度越快。
向水中曝气的目的除了提供足够的氧气外，还有去除水中的CO2以提高水的PH.2.2曝气接触氧化法经过曝气，使得含有溶解氧的水通过含有铁质和锰质的活性滤料，在所含铁质和二氧化锰的催化作用下，二价的铁和锰的氧化速率大大加快，进而被活性滤料去除。
其中，活性滤料可以是天然锰砂,也可由普通的砂滤料经熟化而形成.接触氧化法所需的PH值不低于6.0，一般要大于7.0。
此过程曝气的目的是向水中提供足够的氧气。
2。
3氯氧化法氯是比氧更强的氧化剂,当PH大于5.0时,氯就可以迅速的将二价铁和锰氧化成三价铁和四价锰.经滤砂过滤，去除生成的铁、锰絮凝物。
2。
4药剂氧化法药剂氧化法是利用具有强氧化性的化学药剂来氧化水中的二价铁和二价锰。
例如高锰酸钾氧化，氯氧化等.此外，还有生物法去除水中的铁、锰.3、改性滤料的性能改性滤料是在载体（普通石英砂滤料、陶粒滤料或一些表面积大的天然材料）表面涂以金属氧化物或氢氧化物，在水分子存在的条件下，金属氧化物表面具有大量的羟基集团,羟基化后的表面可以与水中的金属离子发生离子交换反应,从而改变原滤料颗粒表面的物理化学性质,以提高滤料的截污能力。
过硫酸钠氧化一水解法脱除硫酸锌溶液中的锰和铁
过硫酸钠氧化一水解法脱除硫酸锌溶液中的锰和铁
李倩;申文前
【期刊名称】《有色金属工程》
【年(卷),期】2014(004)005
【摘要】采用过硫酸钠氧化一水解法脱除硫酸锌溶液中的锰和铁。
结果表明，在过硫酸钠用量为理论量的6倍，氧化pH值为1．0，氧化温度为90℃，氧化时间为30min，保持水解温度为90℃，水解pH值为4．0，水解时间为30min的条件下，锰和铁的沉淀率分别为99．97％和99．78％。
净化液中钴锰比和钴铁比均达到钴回收的相关标准，可进行后续沉钴。
【总页数】4页(P40-43)
【作者】李倩;申文前
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TF813
【相关文献】
1.锰—铁离子催化氧化法脱除烟气中二氧化硫的研究
2.过硫酸钠氧化—水解法脱除硫酸锌溶液中的锰和铁
3.黄铵铁矾法脱除高铁氧化锰矿浸出液中的铁
4.硫酸铝—活性氧化铝脱除硫酸锰溶液中的氟离子
5.铁强化电解锰阳极液体系中氧化锰矿烟气脱硫和锰浸出工艺
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地下水除铁除锰技术12
地下水除铁除锰设备——曝气设备
④ 压缩空气曝气：一般由空气压缩机供气、气水混合器混合，适用于
铁、锰含量较高的大型工程。
⑤ 板条式曝气塔：适用于水中含铁量较高的大型工程。 ⑥ 接触式曝气塔：适用于水中含铁量小于10mg/L的大型程。 ⑦ 叶轮式表面曝气：溶氧效率高、能充分散除CO2和大幅度提高pH值， 适应性强。
概 述
铁锰危害：
水中的含铁量大于0.3mg/l时水便变浑，超过1mg/l时水具有 铁腥味。特别是水中含有过量的铁在洗涤的衣物上能生成锈色斑 点；在光洁的卫生用具上以至与水接触的墙壁和地板上都能着上 黄褐色锈斑。
锰含量过高会使水的色度增大其着色能力比铁高出数倍对衣
物和卫生器皿的污染能力很强,当锰的含量超过0.3mg/l时能使水 产生异味。
地下水除铁、除锰原理
除锰机理：
锰的去除也主要采用氧化法；常用的氧化剂有氧、氯和高锰酸
钾;
生产上广泛采用空气曝气氧化法； 当pH>9.0氧化速度较快，所以必须采用催化剂；
MnO2自催化反应：
MnO2.xH2O+Mn2+=MnO2. MnO.(x-1)H2O+2H+(吸附） MnO2. MnO.(x-1)H2O+1/2O2+H20=2MnO2.xH2O(反应) 二价锰的接触催化氧化总反应： Mn2+ +(x-1)O2+H20+4OH-=2MnO2.zH2O+2(1-z)H2O
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图３温度对除铁率和钴损失率的影响 Ｆｉｇ．３ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ ｏｆ ｉｒｏｎ ａｎｄ ｌｏｓｓ ｒａｔｅ ｏｆ ｃｏｂａｌｔ
Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ； ２． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，
Ｂｅｉｊ ｉｎｇ １ ｏ００８０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｒｅｍｏｖａｌ ｏｆ ｉｒｏｎ ａｎｄ ｍａｎｇａｎｅｓｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｆｍｍ ｔｈｅ ｏｃｅａｎ ｍｕｌｔｉｍｅｔａｌｌｉｃ ｎｏｄｕｌｅｓ ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｆｏｒ ｂｅｉｎｇ ｒｅｃｙｃｌｅｄ，Ｍｎｏｚ ｗａｓ ｃｈｏｏｓｅｄ ｔｏ ｏｘｙｇｅｎａｔｅ Ｆｅ２＋ｔｏ Ｆｅ３＋ｆｉｒｓｔｌｙ．Ｔｈｅ ｔｗｏ ｓｔｅｐｓ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅｍｏｖｅ ｉｒｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ ｊａｒｏｓｉｔｅ ａｎｄ Ｆｅ（ｏＨ）３ ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｐＨ ｖａｌｕｅ， ｒｅａｃｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｒｅａｃｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ｗｅｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ． Ｔｈｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｉｒｏｎ ｃａｎ ｒｅａｃｈ ９９．８％，ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｉｒｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｐｕｒｉｆｉｅｄ ｓｏＩｕｔｉｏｎ ｉｓ ｂｅｌｏｗ ０．０１ ｇ／Ｌ．Ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｉｅｓ ｏｆ Ｃｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｍｎ ａｒｅ ９９．５％，９３．３％，９９．６％，９９．３％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｉｔ ｉｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｕｓａｇｅ ｏｆ Ｎａ２Ｓ ｉｓ ４．５ ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｔｈｅｏｒｙ ｕｓａｇｅ， ｔｈｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｒｅａｃｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｒｅ ｐＨ ４．５，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ８０℃，ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｎｇ ｔｉｍｅ １ ｈ． Ｔｈｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ ｏｆ Ｃｏ，Ｃｕ ａｎｄ Ｎｉ ａｒｅ ９９％，ｔｈｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ Ｍｎ ｉｓ ｏｎｌｙ Ｏ．４６％．
本文作者在充分借鉴国内外先进工艺的基础 上，采用黄钾铁矾法净化除铁，硫化沉淀法实现锰 和铜、钴、镍的分离，为大洋多金属结核酸浸贵液 中的有价金属的综合回收打下了基础。
１ 实验
１．１原料 采用的大洋多金属结核为ＤＹｌ０５—１１西小区
８８拖网所采样品。锰结核经风干后粉碎、浸出。浸 出贵液中有价成分的含量列于表１［引。
Ｏ Ｏ．３ ４．１ ６０．５
３．５ ６．２ ｌＯ．６ ７０．３
Ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ ｏｆ ｉｒｏｎ／％９０．４ ９４．１Fra bibliotek９６．３ ９９．４
第１６卷第３期
蔷
呈 ％
董
罩 ｇ 蛊
孙春宝，等：大洋多金属锰结核酸浸贵液中铁锰元素的脱除
·５４５·
取分离铁后的贵液，控制Ｎａ。Ｓ加入量为理论
用量的４．５倍，在８０℃下机械搅拌１ ｈ，Ｎａ：Ｓ溶液
第１６卷第３期 Ｖ０１．１６ Ｎｏ．３
中国有色金属学报 Ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅ辩Ｊｏ盯ｎａｌ ｏｆ Ｎ伽Ｉｆｅｎ咖琏ＭｅｔａＩｓ
文章编号：１００４一０６０９（２００６）０３一０５４２一０８
２００６年３月 Ｍａｒ． ２００６
大洋多金属锰结核酸浸贵液中铁锰元素的脱除①
孙春宝１，吕继有１，李浩然２
（１．北京科技大学土木与环境工程学院，ｊＥ京１０００８３； ２．中国科学院过程工程研究所，北京１０００８０）
表１浸出贵液中有价成分的含量（ｇ／Ｌ） Ｔａｂｌｅ ｌ Ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｖａｌｕａｂｌｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｉｎ
ｌｅａｃｈｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ（ｇ／Ｌ）
１．２实验设备 实验所用仪器设备如图１所示。
曰
图ｌ净化实验装置示意图
Ｆｉｇ．１
Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｐｕｒｉｆｙｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｌ——Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ｆｅｅｄｉｎｇ ｈｏｌｅ；
先将溶液中的铁还原为二价，然后在三价铁水解的 条件下将二价铁缓慢氧化成三价铁，使铁以针铁矿 沉淀。该工艺生产效率较低，动力消耗大，酸平衡 较难掌握，酸、碱耗量较大，设备较为复杂。部分 水解法（Ｅ·Ｚ法），是澳大利亚电锌公司发展的一 种新的针铁矿法，该法的特点是将三价铁的溶液缓 慢而均匀地加入具备水解条件的溶液中，加入速度 不高于三价铁水解的速度，使铁以针铁矿沉淀。
ＴａｂＩｅ ２
表２ Ｍｎ０：氧化实验结果 Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ Ｍｎ０２ ｏｘｉｄｉｚｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
１．Ｏ １．５ ２．０ ２．５ ３．Ｏ
Ｆｉｎｉｓｈ ｐＨ
ＦｉＩｔｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｙ
１．０ １－５ ２．０ ３．Ｏ
Ｇｏｏｄ Ｇｏｏｄ ＧｅｎｅｒａＩ Ｂａｄ
万方数据
ＬｏＳｓ ｒａｔｅ／％ Ｃｕ
２结果与分析
２．１铁的去除 ２．１．１ Ｍｎ０。氧化实验
实验条件：控制浸出液的ｐＨ为１．Ｏ～１．５，温 度９５℃，氧化反应１ ｈ。实验结果列于表２。
由表２可以看出，用Ｍｎ０：作为Ｆｅ２＋的氧化 剂，氧化前后溶液中的各金属含量（除锰外）没有明 显变化。 ２．１．２ ｐＨ值对黄铵铁矾沉铁的影响
黄铵铁矾法沉铁的反应机理如下：
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｏｃｅａｎ ｍｕｌｔｉｍｅｔａｌｌｉｃ ｎｏｄｕｌｅｓ；ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｕ“ｆｉｃａｔｉｏｎ；ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ
大洋多金属锰结核是铁锰氧化物在深海中的沉 积物，形状各异，直径多在２０～１００ ｍｍ之间，以
覆盖或浅埋的方式赋存于５ ｏｏＯ～６ ｏｏＯ ｍ海底。大 洋多金属锰结核中有工业提取价值的主要元素有
３Ｆｅ２（Ｓ０。）３＋（ＮＨ４）２Ｓ０４＋１２Ｈ２０一
（ＮＨ４）２［Ｆｅ３（Ｓ０４）４（Ｏｍｌ２］＋６Ｈ２Ｓ０４
由黄铵铁矾的生成反应式可知，溶液ｐＨ值对 黄铵铁矾的生成和稳定性都有重要影响，其影响规 律列于表３。当ｐＨ为１．ｏ时，黄铵铁矾的晶核生 成较缓慢，１ ｈ后还没有晶体析出；另外，在黄铵铁
矾的生成过程中溶液ｐＨ值会下降。由表３可知，
针铁矿是含水氧化铁的主要矿物之一，通常称 为ａ型一水氧化铁，它的组成为口－ＦｅｚＯ。·ＨｚＯ或 口一Ｆｅ００Ｈ，与纤铁矿（弘ＦｅｏｏＨ）是同质多象变体。 针铁矿法的要点是使溶液中的三价铁离子浓度在沉 淀过程中保持较低水平，如１ ｇ／Ｌ左右。实现这一 目标有两条途径：即还原一氧化法（Ｖ·Ｍ法）和部 分水解法（Ｅ·Ｚ法）［１ ７。：还原一氧化法（Ｖ·Ｍ法）是
２——Ｃｂｎｓｔａｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗａｔｅｒ ｔａｎｋ；
３——Ｓｔｉｒｒｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ；
，一 ４一Ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ；５一Ａｃｉｄｉｍｅｔｅｒ
万方数据
中国有色金属学报
２００６年３月
１．３实验流程 实验流程见图２。
Ｆｉｇ．２
圈２实验流程图 Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ
摘 要：研究了大洋多金属锰结核酸浸贵液中铁锰元素与铜、钴、镍有价金属的分离。根据溶液所含金属的特
点，选用可以回收利用的Ｍｎｏ。作为Ｆｅ２＋的氧化剂先将Ｆｅ２＋氧化为Ｆｅ３＋；采用黄铵铁矾法与Ｆｅ（０Ｈ）ｓ相结合的
二步法除铁工艺，并对溶液ｐＨ、反应温度、反应时问等操作参数进行优化，铁的沉淀率达到９９．８％，净化后溶液
中含铁量低于ｏ．０１ ｇ／Ｌ，钴、铜、镍、锰的回收率分别达到９９．５％、９３．３％、９９．６％、９９．３％；硫化沉淀分离锰和 铜、钴、镍过程中，硫化钠适宜用量为理论用量的４．５倍，适宜ｐＨ值４．５，适宜温度８０℃，沉淀时间１ ｈ，铜、
钴、镍的沉淀率在９９％左右，而锰的沉淀率仅为ｏ．４６％。
关键词：大洋多金属结核；溶液净化；沉淀法
的浓度为２０％，ｐＨ值变化对金属的沉淀率影响结
鋈
果如图５和图６所示。从图５可以看出，ｐＨ值控
趸
制在４．５较为适宜。ｐＨ值在５．ｏ虽然可获得更好
８
％
的沉淀回收率，但ｃｏＳ、ＮｉＳ和ＣｕＳ的纯度有所降
ｏ
墓
低。因为当ｐＨ值为５时，锰的沉淀率上升，当ｐＨ
善
Ｊ
值达到６．ｏ时，锰的沉淀率为１２．８％。
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／℃
锌冶炼过程中的沉淀除铁问题，在湿法冶金中 最具代表性，许多重要的除铁工艺，都是从湿法炼 锌发展来的。黄钾铁矾法［１４‘１ ６１、针铁矿法和赤铁矿 法［１６］作为新的除铁方法，较好地解决了锌湿法冶 金中的固液分离问题。
黄钾铁矾法除铁就是使溶液中的Ｆｅ３＋离子在 较高温度、常压和有碱金属或铵离子存在的条件 下，从弱酸性硫酸盐溶液中或有足够硫酸根存在下 的氯化物溶液中缓慢形成晶体沉淀。它易于沉降、 过滤、洗涤，非常稳定，在水中溶解度很低，其中 钾矾溶解度最低。黄钾铁矾法的缺点是渣量大，硫 酸消耗较多。