二氧化锰真空热解法制备mn3o4粉(附件)【字数：13386】
摘 要摘 要Mn3O4作为一种高附加值的锰产品，是相关电器产品中生产锰锌铁氧体软磁材料必不可少的原料，其制备也越来越受到重视。在控制成本同时最大程度的保证Mn3O4产品的比表面积和纯度，降低颗粒尺寸。而且由于我国锰矿资源较为有限，研发高品质的Mn3O4的产物，不仅能满足社会需要，而且对提高锰产品附加值及其市场竞争力都有积极的作用。本文以MnO2为原料，采用真空热解法制备Mn3O4，分别以焙烧时间、焙烧温度以及真空度作为实验的控制变量，确定了生成Mn3O4的焙烧时间、焙烧温度和真空度，探讨了焙烧时间、焙烧温度和真空度对制备Mn3O4的影响，为了使实验效果更加直观，增加了一组在常压下生成Mn3O4的对比实验。实验结果表明当真空度为20KPa，焙烧温度达到825℃连续焙烧1h后，即可生成高纯度的Mn3O4，可以作为一种制备高品质Mn3O4的方法；真空度、焙烧温度、焙烧时间对生成Mn3O4的作用很大，尤其是真空度，真空度越高，所需的焙烧温度和焙烧时间越短，有利于节约生产成本，提高生产效率。关键词四氧化三锰；真空热解；二氧化锰
目 录
第一章 绪论 1
1.1 锰矿资源 1
1.2 四氧化三锰的性质 2
1.3 四氧化三锰的用途 3
1.3.1 制造软磁铁氧体 3
1.3.2 制造微波铁氧体 4
1.4 国内外生产技术发展趋势 4
1.5 Mn3O4的质量及其标准 8
1.6 本课题研究意义和研究内容 11
第二章 实验内容 13
2.1 仪器、装置和药品 13
2.2 热分解反应原理 13
2.3 制备Mn3O4粉实验方案 14
2.3.1 MnO2的热分解分析 14
2.3.2 常压下不同温度的MnO2热分解 14
2.3.3 真空下的MnO2热分解 14
2.4 实验内容和步骤 15
2.4.1 真空热解实验 15
2.4.2 常压下的热解实验 17
2.5 样品的分析与表征 17
2.5.1 热重/差热分析 17
2.5.2 X粉末衍射（XR *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
D） 17
2.5.3 扫描电镜(SEM) 18
2.6 实验数据记录 18
第三章 实验结果以及讨论 20
3.1 MnO2的热分解分析 20
3.2 产品的物相分析 21
3.2.1 常压下MnO2热分解产物 21
3.2.2 真空热解温度不同时热分解产物 22
3.2.3 真空热解时间不同时热分解产物 24
3.2.4 真空度不同时热分解产物 25
3.3 产物形貌分析 27
3.4 本章小结 30
结 论 31
致 谢 32
参 考 文 献 33
第一章 绪论
1.1 锰矿资源
锰元素是除铁以外在钢中使用最多的一种元素，主要用作金属材料的合金元素和当作脱硫剂、脱氧剂，是一种非常重要的金属元素。在当代工业加工活动中，锰及其化合物作为一种重要的原材料，不仅仅应用于钢铁企业，还应用于关于国民经济的多个领域，像轻工业、化工工业、建材业等[1]。
我国现发现锰矿资源的特征适合用“贫、薄、杂、细”四个字来概括，具体来说的是我国现发现的锰矿大多以贫矿形式存在（见表11），富矿存在的很少，全国锰矿的平均品位只达到20%左右，并且大多数还只是薄矿层(床)，矿层厚度平均只有2m上下[2]，锰矿的物质组分复杂，硅、铁以及磷的含量较高。因为品质低、杂质(主要是磷、硫以及重金属)含量高、颗粒尺寸小，导致锰矿的加工性和使用性差，大部分富锰矿在开始使用前仍需要经过选矿加工这一步骤。而且由于我国存在相关技术落后、环保意识欠缺、约束和监管机制尚需完善等多方面的缘故，开采带来的一系列关于资源、环境以及生态问题越来越严重，锰矿的开采使用及可持续性发展方面受到严重限制。所以，只有认真对待锰矿资源开发状况，研究开发更加行之有效的加工手段和工艺，有方向地实施相应的措施,才是国民经济持续、快速、绿色发展的有效保障。
表11常见的锰矿物[3]
类别
矿物名
化学分子式
晶系
颜色
密度
构成或构造
氧化矿物
软锰矿
MnO2
四方
黑色
4.3～5
放射状、叶状、米粒状、鱼鳞状、网状
硬锰矿
mMnOMnO2nH2O
单斜
黑色
4.4～4.7
胶囊状、环状、
米粒状、结核状等集合
水锰矿
Mn2O3nH2O
单斜
暗钢灰色
4.2～4.4
柱状、隐晶状、
块状集合
褐锰矿
Mn2O3
四方
灰黑色
4.7～5
米粒状、隐晶状等集合
黑锰矿
Mn3O4
四方
黑色
4.84
米粒状
碳酸锰矿物
菱锰矿
MnCO3
三方
粉红色或白色
3.6～3.7
米粒状、块状、结核状集合
锰方解石
(Ca、Mn)CO3
三方
白色或浅红色
2.7～3.8
米粒状、致密性块状集合
硫化矿物
硫锰矿
MnS
等轴
深绿钢灰色
3.9～4.1
米粒状、致密性块状集合
硅酸盐类矿物
蔷薇辉石
MnOSiO2
三斜
粉红色
3.4～3.7
致密性块状、米粒状集合
目 录
第一章 绪论 1
1.1 锰矿资源 1
1.2 四氧化三锰的性质 2
1.3 四氧化三锰的用途 3
1.3.1 制造软磁铁氧体 3
1.3.2 制造微波铁氧体 4
1.4 国内外生产技术发展趋势 4
1.5 Mn3O4的质量及其标准 8
1.6 本课题研究意义和研究内容 11
第二章 实验内容 13
2.1 仪器、装置和药品 13
2.2 热分解反应原理 13
2.3 制备Mn3O4粉实验方案 14
2.3.1 MnO2的热分解分析 14
2.3.2 常压下不同温度的MnO2热分解 14
2.3.3 真空下的MnO2热分解 14
2.4 实验内容和步骤 15
2.4.1 真空热解实验 15
2.4.2 常压下的热解实验 17
2.5 样品的分析与表征 17
2.5.1 热重/差热分析 17
2.5.2 X粉末衍射（XR *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
D） 17
2.5.3 扫描电镜(SEM) 18
2.6 实验数据记录 18
第三章 实验结果以及讨论 20
3.1 MnO2的热分解分析 20
3.2 产品的物相分析 21
3.2.1 常压下MnO2热分解产物 21
3.2.2 真空热解温度不同时热分解产物 22
3.2.3 真空热解时间不同时热分解产物 24
3.2.4 真空度不同时热分解产物 25
3.3 产物形貌分析 27
3.4 本章小结 30
结 论 31
致 谢 32
参 考 文 献 33
第一章 绪论
1.1 锰矿资源
锰元素是除铁以外在钢中使用最多的一种元素，主要用作金属材料的合金元素和当作脱硫剂、脱氧剂，是一种非常重要的金属元素。在当代工业加工活动中，锰及其化合物作为一种重要的原材料，不仅仅应用于钢铁企业，还应用于关于国民经济的多个领域，像轻工业、化工工业、建材业等[1]。
我国现发现锰矿资源的特征适合用“贫、薄、杂、细”四个字来概括，具体来说的是我国现发现的锰矿大多以贫矿形式存在（见表11），富矿存在的很少，全国锰矿的平均品位只达到20%左右，并且大多数还只是薄矿层(床)，矿层厚度平均只有2m上下[2]，锰矿的物质组分复杂，硅、铁以及磷的含量较高。因为品质低、杂质(主要是磷、硫以及重金属)含量高、颗粒尺寸小，导致锰矿的加工性和使用性差，大部分富锰矿在开始使用前仍需要经过选矿加工这一步骤。而且由于我国存在相关技术落后、环保意识欠缺、约束和监管机制尚需完善等多方面的缘故，开采带来的一系列关于资源、环境以及生态问题越来越严重，锰矿的开采使用及可持续性发展方面受到严重限制。所以，只有认真对待锰矿资源开发状况，研究开发更加行之有效的加工手段和工艺，有方向地实施相应的措施,才是国民经济持续、快速、绿色发展的有效保障。
表11常见的锰矿物[3]
类别
矿物名
化学分子式
晶系
颜色
密度
构成或构造
氧化矿物
软锰矿
MnO2
四方
黑色
4.3～5
放射状、叶状、米粒状、鱼鳞状、网状
硬锰矿
mMnOMnO2nH2O
单斜
黑色
4.4～4.7
胶囊状、环状、
米粒状、结核状等集合
水锰矿
Mn2O3nH2O
单斜
暗钢灰色
4.2～4.4
柱状、隐晶状、
块状集合
褐锰矿
Mn2O3
四方
灰黑色
4.7～5
米粒状、隐晶状等集合
黑锰矿
Mn3O4
四方
黑色
4.84
米粒状
碳酸锰矿物
菱锰矿
MnCO3
三方
粉红色或白色
3.6～3.7
米粒状、块状、结核状集合
锰方解石
(Ca、Mn)CO3
三方
白色或浅红色
2.7～3.8
米粒状、致密性块状集合
硫化矿物
硫锰矿
MnS
等轴
深绿钢灰色
3.9～4.1
米粒状、致密性块状集合
硅酸盐类矿物
蔷薇辉石
MnOSiO2
三斜
粉红色
3.4～3.7
致密性块状、米粒状集合
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