CNG NGH S N XU T CC OXIT KIM LO IGV: TR N TR LUN BM: CNG NGH V T LI U V C

1

CH NG II OXIT MANGAN

2

GI I THI U V MANGAN V CC OXIT C A N1. Mangan: - Mangan thu c nhm nguyn t ph bi n trong v tri t. Mangan kh c ng v r t dn, c mu g n gi ng v i s t nh ng c nh . Tr ng l ng ring: 7,3g/cm3 Nhi t nng ch y: 12450C Nhi t si: 19600C - Ngoi khng kh Mn c b c b i l p oxit m ng b o v cho Mn khng b oxi ha ti p k c khi nung nng. tr ng thi p nh Mn s d b oxi ha. - B t Mn phn h y n c khi nung. V i cc axit pha long Mn tc d ng kh mnh li t, gi i phng H2 v t o mu i v i Cation Mn2+ - Mangan t o 5 oxit n: MnO, Mn2O3, MnO2, MnO3, Mn2O7 v cc oxyt h n h p Mn3O6 (ho c MnO3.Mn2O3). Hai oxit u c tnh ch t ki m, MnO2 l ng tnh, cc oxit MnO3, Mn2O7 l cc anhydrat axit.3

GI I THI U V MANGAN V CC OXIT C A N* ng d ng: c ng d ng r ng ri trong nhi u l nh v c ch y u trong cng nghi p luy n kim. Trn 90% qu ng mangan c khai thc trn th gi i c dng luy n fer-mangan (60-90% Mn), gang, Silico-mangan, fotfo mangan... Trong qu trnh l cao, mangan kh l u hu nh. Mangan l ch t h p kim c tc d ng nng cao b n c a gang v c bi t l c ng c a thp. - D a vo kh n ng h p ph t t c a qu ng piroliuzit k thu t v MnO2 nhn t o, trong k thu t ha h c ng i ta dng s n xu t m t n phng c, ch t kh c c trong acqui, ch t xc tc trong cng nghi p ha ch t nhi t th p v d nh h n h p MnO2 v i CuO ho c AgMnO4.

4

GI I THI U V MANGAN V CC OXIT C A N* ng d ng: - Trong cng nghi p th y tinh, g m s , ng i ta dng qu ng mangan, oxit mangan n u th y tinh, s n xu t men s , men trn s t v i mu ta, nh nu, tm en... - Trong k thu t ng i ta s d ng permanganate ch y u nh ch t oxy ha t y tr ng v i, m , d u - Mangan sunfat c dng trong ngnh d t, t o dung d ch i n phn i u ch MnO-2 v kim lo i Mn s ch, dng s n xu t phn vi l ng. *Ngu n nguyn li u -Trong v tri t ch a 0.09% Mn. Mn t n t i d i d ng h p ch t, ch y u n m trong qu ng mangan v qu ng s t - Khong v t ch y u c a Mn l piroliuzit, Pxilomelan, Braunit, Manganit, Polianit, gausmanit, vad v rodokhorozit. Piroliuzit: MnO2 l khong v t ph bi n h n c , n ch a 63% Mn, mu5

GI I THI U V MANGAN V CC OXIT C A Nxanh th m ho c xm en, tr ng l ng ring 4,8g/cm3 ch a 1-3% H2O. MnO2 l oxit l ng tnh, n t o v i axit mu i mangan ha tr 4, d phn h y b ng n c v cho Mn ng m n c, lo i oxit mang tnh axit th cho manganit (Mn2O3.H2O). Khi nung MnO2, oxy s tch ra v chuy n thnh cc oxyt Mn2O3, Mn3O4, MnO. - Pxilomelan: xROyMnO2.2H2O (R: Mg,K,Ba,Mn,Ca). Theo thnh ph n th ng v i cng th c MnO2 v i 1.5-6% H2O v ch a 1 l ng b oxit Ba, Na, Mg. Hm l ng Mn dao ng t 49-62%, c ng 5.5-6%, tr ng l ng ring 4.1-4.3g/cm3. Pxilomelan r t d ha tan b ng H2SO4. - Braunit- Mn2O3: ch a 69,2% Mn, trong nhi u tr ng h p cn l n m t t SiO2 v BaO. Khong v t c mu s t nu ho c xm en, c ng 66.5 v tr ng l ng ring 4.8g/cm3. - Manganit- Mn2O3.H2O: i khi c l n oxit s t, bari, v SiO2, ch a 62.5%Mn, c mu nu s m, t nu t i s t en, c ng 3-4, tr ng l ng ring 4.2-4.4g/cm3. Oxit mangan Mn2O3 c tnh ki m y u. Mu i c a Mn ha tr 3 trong dung d ch ch b n khi c l ng axit t do.6

GI I THI U V MANGAN V CC OXIT C A N 2. Cc oxit c a mangan:5 oxit n: MnO2, L ng tnh MnO3,Mn2O7 Anhydrat axit MnO, Mn2O3, Ki m

v oxit h n h p Mn3O6 (MnO3.Mn2O3)

7

GI I THI U V MANGAN V CC OXIT C A N a. MnO:- Xanh xm - D= 5,43- 5,46g/cm3 - tnc= 17850C Khi nung trong kk: 6MnO + O2 2Mn3O4 c,

- Khng tan trong n tan t t trong axit

8

GI I THI U V MANGAN V CC OXIT C A Na. MnO: * i u ch : - Nhi t phn MnCO3, oxalat MnCO3 MnC2O4.2H2O MnO + CO2 MnO + CO2 + H2O

- Dng kh H2 hon nguyn cc oxit mangan ha tr cao MnO2 + H2 MnO + H2O9

GI I THI U V MANGAN V CC OXIT C A N b. MnO2: - B t d ng tinh th ho c v nh hnh, mu xm en - Khng ha tan trong n c - Trong mi tr ng axit ho c un nng l ch t oxi ha m nh.10

GI I THI U V MANGAN V CC OXIT C A N* i u ch :

Ph ng php nhi t phn mangan nitrat 3000C R a S y3000C HNO3 long

Mn(NO3)2.6H2O

sp

MnO2

MnO2 thnh ph m

S y ( 1050C)11

S N XU T MnO2 NHN T O B NG PH NG PHP I N HAMnO2 s ch c th nh n c b ng ph ng php i n ha dung d ch mu i manganat nhi t cao v i anode b ng platin. Hi n nay ng i ta s d ng dung d ch i n phn l MnSO4. chu n b i n phn ng i ta hon nguyn qu ng piroliuzit n MnO theo ph n ng: 2MnO2 + C 2MnO + CO2 MnO2 + C MnO + CO

12

S N XU T MnO2 NHN T O B NG PH NG PHP I N HA- Tr c khi hon nguyn ph i li u g m 85-90% qu ng piroliuzit (nghi n m n) tr n v i 10-15% than v nung 600-8000C.Ngoi than cn c th dng kh CO lm ch t hon nguyn. Thiu k t ph m c lm ngu i trong phng kn nh m trnh b oxi ha. Sau em nghi n m n (qua ry 1600 l /cm2). Sau ha tch b ng dung d ch H2SO4 70-800C. Thi t b ha tch c lt ch trnh b n mn. Khi ha tch s x y ra qu trnh ha tan MnO trong H2SO4 t o ra mangan sunfat. MnO + H2SO4 MnSO4 + H2O ng th i cc h p ch t nh CaO, MgO, Al2O3,13

S N XU T MnO2 NHN T O B NG PH NG PHP I N HAFe2O3, FeO s tc d ng v i H2SO4 t o ra cc sunfat t ng ng. V MnO k thu t c ch a m t l ng MnO2 nh t nh nn s t II s b oxi ha n s t III: 2FeSO4+2H2SO4+MnO2 MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O - Sau khi trung ha hon ton H2SO4, nh qu trnh th y phn cc sunfat ng th i t o k t t a hydrat s t, nhm. Nh v y dung d ch ch ch a m t l ng nh MgSO4. - Sau khi axit ha b ng dung d ch H2SO4 th dung d ch i n phn ph i ch a 300-350 g/L MnSO4, 180200 g/L H2SO4.

14

S N XU T MnO2 NHN T O B NG PH NG PHP I N HA- Qu trnh i n phn c th c hi n trong b lt ch, i n c c ch 20-250C, m t dng trn anode 500 A/m2, trn catode 1200 A/m2. - Trn anode Mangan ha tr II oxi ha t o thnh MnO2, trn catode thot ra kh H2. Ph n ng t ng qut nh sau: MnSO4 + 2H2O MnO2 + H2SO4 + H2 - Hi u su t dng i n t o MnO2 ph thu c vo pH c a dung d ch. Trong qu trnh i n phn axit t ng d n theo m c gi m c a n ng Mn2+ .Do v y dung d ch i n phn a ra kh i b ha tch MnO ch a 50-60 g/L MnSO4 v n 450 g/L H2SO4.15

S N XU T MnO2 NHN T O B NG PH NG PHP I N HA- Dung d ch i n phn c n c lm s ch cc t p ch t Fe, Cu, Co...V s c m t c a chng s lm gi m hi u su t dng i n. S hi n di n c a Fe (0,05 g/L) ho c Cu trong dung d ch lm gi m hi u su t dng g n 30%. - Dung d ch i n phn cng v i k t t a MnO2 c l y ra kh i b i n phn v em l c r a. Do MnO2 c tnh h p ph cao nn qu trnh l c r a kh kh n, i h i ph i t n nhi u n c. Sau MnO2 s cs y kh khng qu 1000C trnh lm gi m tnh h p ph c a n.

16

S N XU T PIROLIUZIT HO T TNHs n xu t piroliuzit ho t tnh ng i ta s d ng piroliuzit ch t l ng cao (ch a trn 87% MnO2). Cc cng o n s n xu t: -Nung piroliuzit trong l ng quay 700-8000C , khi MnO2 chuy n sang oxit mangan ha tr th p ch y u l Mn2O3.Ch t l ng thiu k t c nh gi qua ch s hon nguyn t l ph n t MnO:MnO2), mong mu n t c t s hon nguyn b ng 1 t c MnO2 chuy n hon ton thnh Mn2O3 nh ng th c t dao ng vo kho ng 0,96-1. -Ha tch b ng H2SO4 (n ng 17-18%) nhi t 800C theo ph n ng sau:17

S N XU T PIROLIUZIT HO T TNHMn2O3 + H2SO4 MnO2 +MnSO4+ H2O - MnSO4 s c chuy n vo dung d ch, trong pha r n cn l i MnO2. H n h p c l c tch dung d ch, pha r n MnO2 c r a b ng n c nng. - Dng NH4OH trung ha l ng axit d . - S yd i 1000C (s y nhi t cao h n s lm gi m ho t tnh xc tc c a MnO2. Dung d ch MnSO4 th i ra c th dng lm dung d ch i n phn s n xu t MnO2 hay m kim lo i. Ngoi ra ng i ta cn dng qu ng ngho nh n MnO2 ho t tnh b ng cch:18

S N XU T PIROLIUZIT HO T TNH1. Dng HNO3 tc d ng v i qu ng sau hon nguyn dung d ch mangan nitrat v c 1160C n 65% pha r n, sau em phn h y b ng h i n c nhi t khng qu 3500C s cho ra MnO2 ho t tnh. HNO3 c s d ng l i cn MnO2 em r a v s y kh. 2. Dng HCl hay kh Cl t o mangan Clorua, sau oxi ha MnCl2 r i em th y phn t o ra cc oxit mangan. 2MnCl2 + 3H2O Mn2O3 + 4HCl + H2 3MnCl2 + 4H2O Mn3O4 + 6HCl + H2

19

S N XU T PIROLIUZIT HO T TNHKhi c h n h p h i n c v i khng kh t c ph n ng x y ra nhanh h n: 4MnCl2 + 4H2O + O2 2Mn2O3 + 8HCl 6MnCl2 + 6H2O + O2 2Mn3O4 + 12HCl S n ph m thu c sau 2-2,5h FMn2O3 v FMn3O4.

20