生产10万t矿粉级一氧化锰项目总体工艺设计及尘设备的设计-开题报告.doc

开题报告 PAGE 生产10万t矿粉级一氧化锰项目总体工艺设计及除尘设备的设计 开题报告 班级（学号）机械0802 姓名 杨翊新 指导教师 王科社教授 1. 选题背景（课题来源） 《年产10万吨矿粉级一氧化锰项目设备设计》项目 锰作为一种重要的战略资源，在钢铁，电池，肥料和医药等行业中有重要的应用。尤其是我国钢铁工业的飞速发展，极大的刺激了作为铁锰合金产品主要原料氧化锰矿的需求。目前生产铁锰合金的氧化锰矿要求品位在45%以上，然而我国这种氧化锰富矿只占总氧化锰矿储量的7%，另外93%都是低品位氧化锰矿。导致我国每年需要进口大量的氧化锰富矿。另一种重要的锰产品是电解锰，电解锰生产企业主要采用碳酸锰矿石为原料进行生产，但我国碳酸锰矿的主要生产地重庆秀山及湖南吉首的碳酸锰矿资源正在快速枯竭，在3-5年内将完全依靠进口资源或外地采购才能维持生产。而且由于利用碳酸锰矿生产电解锰的过程中，矿石中钙镁含量高（3-10%以上），因此在溶解过程中造成酸耗高，一般每生产一吨电解锰需要消耗2-5吨硫酸，导致企业成本增加。相比而言，低品位氧化锰矿石中钙镁含量一般在1%以下，每生产一吨酸耗在0.8吨以下[17]。因为上述原因，开发利用我国的低品位氧化锰矿来缓解铁锰合金，电解锰等产品的需求压力迫在眉睫。 低品位氧化锰矿利用的关键在于把矿石中的二氧化锰还原成溶于酸的一氧化锰，这样才能把矿中的锰提取出来。如前所述的一些常见二氧化锰还原方法外，近年国内也发明了一些其它新的方法，如田学达等采用沼气中的甲烷作为还原剂，在常温下点燃沼气，将氧化锰矿烧至红热状态将其还原成一氧化锰。栗海锋等将锰矿粉矿浆加入糖蜜与硫酸，并加热到40-100°C搅拌，将锰还原得到硫酸锰溶液。但这些工艺方法或是因为生产成本问题，或是因为可控性问题均未在锰工业中得到实际应用。 众所周知，生物质资源是可再生的清洁能源，2011年我国农作物秸秆年产总量约8亿吨, 相当于5亿吨标煤，预计到2012年会增至10亿吨。如能实现利用生物质将低品位氧化锰矿中的二氧化锰还原成一氧化锰，不但能拓宽能源的使用范围以达到降低成本的目的，同时符合我国大力推行的循环经济的要求。对于保护环境，减少锰矿进口，提高我过锰产品的市场竞争力有着重要意义。对生物质还原低品位氧化锰矿的机理和工艺的研究正是在这个背景下开展的。 2.文献综述 在现代工业中，锰及其化合物应用于国民经济的各个领域。其中钢铁工业是锰产品应用的最重要领域，所用锰量占总用锰量的90％，主要作为炼铁和炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂，以及用来制造合金[1]。除此之外，锰产品还能广泛用于其他工业领域，如轻工业、建材工业、国防工业、电子工业，以及环境保护和农牧业等[2] 。因此，作为生产锰产品的主要原料，锰矿在国民经济和社会发展中具有十分重要的战略地位。 目前世界耗用消费锰矿石的领域主要是三大类锰系产品[2]。第一类即锰系铁合金（富锰渣、高碳锰铁、中低碳锰铁、锰硅合金、氮化锰铁、金属锰、电解锰和氮化金属锰）；第二类是锰的氧化物（电解二氧化锰EMD、天然二氧化锰 NMD、化学二氧化锰 CMD、活性二氧化锰 AMD 等）；第三类是锰盐（硫酸锰、碳酸锰、草酸锰等）。另外，还有间接耗用锰矿石的四氧化三锰、锰酸锂等。 我国已经是全球硅锰铁合金、碳素锰铁、电解金属锰、电解二氧化锰、硫酸锰等锰矿深加工产品的最大生产国，尤其是钢铁工业的飞速发展, 造成国内锰矿石不能满足国民经济发展的需要[3]。而且由于我国锰矿的上述特点，电解锰、硫酸锰等产品的生产不能完全使用国产矿生产，这就决定了必须大量依靠进口。尤其在锰矿缺乏地区，进口锰矿石配入比例都非常大。近年中主要从澳大利亚、缅甸及加蓬等国进口锰矿石。我国2003年进口286万吨锰矿石，2008年进口约758万吨，已成为世界上最大锰矿进口国，近几年进口锰矿量见图1。 图1 我国每年进口锰矿量 2.1 国内锰矿资源的特点 我国累计探明锰矿储量6.4亿吨，锰金属储量4000万吨，仅次于南非、乌克兰和加蓬，居世界第四位。但我国锰矿资源具有“贫、薄、杂、细”的特点[3] 。2007年的统计数据表明，在全国锰矿石基础储量中，富锰矿(氧化锰矿含Mn30%，碳酸锰矿含Mn25%)基础储量只占全国基础储量的7%，贫锰矿占93%。锰矿资源量位居全国第一的广西省2004年的统计表明碳酸锰矿占了全省锰矿资源储量的67.48%，氧化锰矿石只占32.52%，且多属铁锰矿石(占18.82%)。由于矿层薄，锰矿开采成本高；矿石品位低、含杂质高、粒度细带来技术加工性能差，大部分富锰矿石在利用时仍需经