MnO2热分解动力学：—废电池回收处理工艺开发研究之一.pdfVIP

维普资讯 2001年 6月 黄 金 学 报 June2001 第 3卷第 2期 GOLD JOURNAL Vn1．3No．2 文章编号 ：1008—8067(2001)02—0094—03 MnO2热分解 动力学 废 电池 回收处理工艺开发研 究之一 王万顺 沈岩柏 储满生 朱 蒙 沈峰满 (东北大学材料 与冶金学院) 摘 要 ：废弃 电池的回收利用是环境保护的重要课题之一 废 电池主要成分为石墨碳和 Mr ，可 以 作为助燃荆在高炉碛煤工艺过程中使用 由于 Mn。2的分解速度直接影响其助燃作用 ，因而本文采用 TCdDTA热分析方法研究了空气中Mn。2热分解 的动力学参数，采用 Kissinger法 、Doyle-Ozawa法及 c。a Red 方法确定了分解反应速率方程式 ： 挚：1．26×1026F一 (卜a) 121 关键词 ：废电池 ，MnCh，动力学 ，环境保护 ． 中圈分类号 ：x75；TF[09] 文献标识码 ： A 随着全球范 围内环保意识的不 断加强，废 旧 电池的处理倍受关注 ，由于废 电池中所含物质对 2 动力学参数 的确定 人体和环境 十分有害 “，所 以开发有效处理废 电 池工艺是环保的要求 ．由于废电池除掉外皮后 的 2．1 测定结果 主要成分是石墨和 M ，石墨经粉碎后可 以直 升温速率 5I(／min，空气流量 80m1]min的试 接作为高炉的喷吹燃料，而 Mn 具有显著提高 验条件下 ，取 MnO_2试样 9．28mg，由TGMSD— 煤粉燃烧率的功效 ，因而开发废 电池作为高炉 TA851e热分析仪得到的TG与 DTA 曲线示于图 喷煤工艺过程 中的添加物 ，在技术上将 为废 电池 1．从图中可 以看出Mn 在空气中焙烧 ，约820K 的处理提供新的途径 处DTA 曲线存在一个 吸热峰 ，同时TG 曲线存在 MnCh在空气中发生热分解反应 ， 明显减重现象 ，其减重量与反应 (1)式 MnCh理论 2MnO2~Mn2q +11202 (1) 分解量接近，反应起始温度也与反应 (1)的热力学 Mn02的助燃 作用 ，关键在于它的热分解过 计算值 754K 基本一致 ，由此判定 反应 为： 2MnOz一Mn^O +1／202 程 ，其分解速度是一个重要的动力学参数 为了准 确地了解 Mn 进入高炉后各个阶段的化学反应 速率 ，本文 中采用热分析方法确定反应速率 ，并对 反应速率式进行验证 ． 1 试验方法及条件 试验 使 用 分 析 纯 MnCh，Mn 含 量 大 于 98％，粒度约 0．154iTlrn．试验设备采用瑞典产 TGA／SDTA851热分析仪 ，空气条件下加热，空 气流 量 80m1．]min，升 温速 率分 别 5K／min， 图 1 MT 热分解的I~／DTA曲线 10K]min，20K／min． 2001—05—23收到 ．第一作者 ：男 ．26岁 ．硕士研究生 国家 自然科学基金资助项 日(项 目编号