一等奖 | 中华环保联合会科学技术奖获奖项目介绍

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2024-09-04 16:08

获奖项目

项目名称：电解二氧化锰生产过程强化关键技术与节能减排装备研发

获奖等级：一等奖

主要完成单位：广西汇元锰业有限责任公司、重庆大学、中南大学、北京科技大学

主要完成人：陈奇志、刘作华、万维华、沈锋华、刘晓明、陶长元、韦国柱、杜军、史磊、刘恢

项目研发团队合影

项目简介

我国大部分为低品位锰矿石，符合国际商品级的富矿石较少，全国杂质较低的富锰矿资源仅占全国锰矿总量的6.7%。低品位锰矿石其特点是锰含量低、杂质含量高，导致生产过程中废渣量大，能耗高，生产高附加值产品效率低。电解二氧化锰具有化学纯度高(90%以上)、晶型好(γ型)、合理的固相表面特性以及良好的正极成型特性等优点，是目前高性能化学电池的主要原料，其需求量正在不断上升。因此，如何利用低品位锰矿石高效制备具有高附加值的电解二氧化锰，实现低品位锰矿生产电解二氧化锰过程中的渣的减量化、无害化以及产品的高值化，将会是锰行业高质量循环发展，解决国家重大战略需求，发展生产文明经济与生态环境效益的关键。目前利用低品位锰矿生产电解二氧化锰所存在的问题主要是：

(1)传统过程强化理论与物理化学理论难以有效指导低品位锰矿生产电解二氧化锰过程，导致渣量大，能耗高，晶型稳定性较差，产品难以高效以及高质量生产；

(2)生产工艺难以采取过程强化与有效的除杂工艺手段，导致渣量大，能耗高，杂质多，影响产品质量与性能；

(3)生产过程装备落后，导致低品位锰矿浸出过程中浸出效率低，能耗高，渣量大。

因此如何进一步提高和改善低品位锰矿生产电解二氧化锰的制备技术，以此降低渣量，节能减排，提高电解二氧化锰的产品质量，是研究人员亟待解决的重要课题。本项目针对低品位锰矿生产电解二氧化锰工艺，研发流体混沌混合搅拌反应器强化低品位锰矿耦合硫铁矿加酸浸出，提高浸出液中锰浸出效率，降低能耗，减少渣量；开发电解二氧化锰电解液深度除杂技术，实现了杂质离子高效净化，通过分步深度除杂，实现渣成分简单化，降低无害化处理难度，同时达到电解生产标准；开发电化学振荡调控电解二氧化锰晶型转化技术、溶液表面张力调控电解二氧化锰节能控制关键技术、稀土调控电解二氧化锰电化学振荡及晶种转化技术，诱导二氧化锰晶种形成，调控电解二氧化锰晶型定向转化，研发出了品质优良多品种的电解二氧化锰产品。