我国电解金属锰产量世界第一,电解金属锰生产传统上以碳酸锰矿(MnCO3)为原料。但我国碳酸锰矿平均锰品位已从30%下降到9%,面临资源枯竭。与此同时,大量锰品位~20%的氧化锰矿(MnO2)却因为酸浸困难没有有效利用,采用氧化锰矿生产电解金属锰便成为了行业迫切需求。
针对此产业重大需求,资源材料化工课题组朱庆山团队开发了高效的流态化还原氧化锰技术。朱庆山团队基于多年矿物焙烧加工项目的科学研究基础和工程经验,利用流态化反应器生产连续、低耗高效等优势特点,针对氧化锰矿还原动力学特性、现场物料粒级变化情况及粒度分布热点,重点调整反应器放大设计中的反应停留时间、流态化过程强化等条件,开发设计了氧化锰矿流态化低温高效还原技术,该技术的产业化应用将有力地支撑我国电解金属锰产业的可持续发展。
该工程于2013年底在云南省文山州启动了项目奠基仪式,资源材料化工团队李洪钟院士、朱庆山研究员、谢朝晖研究员参加了奠基仪式,李洪钟院士发表了重要讲话(图1)。经过两年的自主设计、建设和运行,于2015年11月开始试生产,经过半年左右的试生产,于2016年4月23日通过验收,转为正式生产。
截止目前,经过6年多的生产实践表明,该生产线还原煤耗平均仅为70多公斤标煤,比传统回转窑低约50%,产能是回转窑的约6倍。
该项目荣获2016年度"中国科学院科技成果转移转化亮点工作"以及云南省"文山州恢复建设20周年"示范等工程。在该技术应用获得成功基础上,资源材料化工团队再接再厉,开发出多项大型流化床成套技术,成功应用于氧化铝煅烧、钛精矿氧化、磷石膏煅烧、贫铁矿磁化焙烧等工业过程,还在广西钦州实施50万吨/年铁锰矿还原工业项目。
图1:奠基仪式(资源材料化工团队李洪钟院士讲话及培土奠基仪式)
图2:20万吨/年低温流态化还原氧化锰矿示范工程全景照片