從錳礦制取錳鋁中間合金的工藝研究.pdf

1、錳資源是戰(zhàn)略性稀缺資源，我國是亞洲最大的錳礦與錳產(chǎn)品生產(chǎn)基地。西部地區(qū)是世界著名的“錳都”。但是我國錳資源的開發(fā)和利用，特別是單位產(chǎn)品能耗和環(huán)境指標(biāo)與國際先進水平有較大的差距，高附加值產(chǎn)品和新材料尚不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展要求。為滿足這些需求，開展高附加值錳系合金制備及節(jié)能新工藝，對我國錳資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。
　　 論文先用分析純的三氧化二錳和四氧化三錳(由二氧化錳分別在600℃和900％加熱制取)為原料，金屬鋁粉為還原劑，氧

2、化鈣和氟化鈣為添加劑，采用自蔓延高溫合成法制取錳鋁中間合金。通過正交試驗，研究了鋁粉加入量、鋁粉粒度、添加劑加入量和氟化鈣加入量對錳含量和收得率的影響，確定了最佳的制備工藝；然后采用焙燒浸取工藝對軟錳礦進行除雜，通過單因素試驗研究了酸濃度、浸取時間、浸取溫度、礦漿比對錳浸取率的影響，得到了最佳的工藝條件；第三，對浸取液加入氨水，制取四氧化三錳，并通過自蔓延高溫合成法制取錳鋁中間合金：第四，對制取得到的錳鋁中間合金進行了應(yīng)用研究，熔煉制成

3、AZ91合金，與國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行綜合比較，評價中間合金的應(yīng)用性能。論文獲得了以下主要結(jié)果：
　　 ①通過對Mn2O3-Mn3O4-Al反應(yīng)體系進行的熱力學(xué)計算，包括反應(yīng)體系絕熱溫度和吉布斯自由能的計算，該反應(yīng)體系的絕熱溫度為3160K，確定了該反應(yīng)體系進行自蔓延反應(yīng)的可能性。
　　 ②通過單因素試驗確定了Mn2O3和Mn3O4的配比為3:2，氟化鈣加入量為添加劑的60％時，錳含量(82.75％)和收得率(76.04％)均

4、為最好；通過正交試驗得到的自蔓延合成法制取錳鋁中間合金的最佳的工藝條件為：鋁粉粒度109-150μm，鋁粉過量30％，添加劑為鋁粉加入量30％，氟化鈣為添加劑加入量的60％。
　　 ⑧通過對錳礦進行的化學(xué)浸取試驗，得到最佳的浸取條件為：酸濃度0.8mol/L，礦漿比1:25，浸取溫度在60～70％時，浸取時間1.5h。
　　 ④在浸取得到的硫酸錳溶液中加入氨水，生成沉淀，對得到的沉淀進行過濾、烘干，得到了純凈的四氧化三錳

5、，并以此為原料制取得到了含錳量79.22％的錳鋁中間合金。
　　 ⑤利用自制錳鋁中間合金的熔煉制取AZ91合金，其成分達(dá)到了國家的標(biāo)準(zhǔn)，顯微組織沒有明顯的異常，力學(xué)性能略低于國家的標(biāo)準(zhǔn)，未能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求?？赡苁侨蹮挍]有氣氛保護導(dǎo)致雜質(zhì)過多，若采用氣氛保護熔煉，拉伸試樣平行部分直徑較大時，效果可能會更好。
　　 本文采用自蔓延鋁熱還原法制備錳鋁中間合金的技術(shù)工藝簡單、成本低廉；設(shè)備投資小，工藝流程短；反應(yīng)本身放出的熱量能