大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目申請(qǐng)書2作者:日期:

附件1:吉首大學(xué)大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目申請(qǐng)書學(xué)院名稱 化學(xué)化工學(xué)院計(jì)劃項(xiàng)目名稱 電解錳陽極泥回收制備硫酸計(jì)戈y項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 彭中維 所在專業(yè) 化學(xué)工程與工藝所在年級(jí)2009級(jí) 聯(lián)系電話 電子郵件 導(dǎo)師姓名 顏文斌 導(dǎo)師職稱 教授 填寫日期2011-04-21 吉首大學(xué)教務(wù)處制■■填寫說明及注意事項(xiàng)—、申報(bào)書逐項(xiàng)認(rèn)真填寫，填寫內(nèi)容必須實(shí)事求是，表達(dá)明確嚴(yán)謹(jǐn)?？杖表?xiàng)要填“無”。二、 表格中的字體小四號(hào)仿宋體，1.5倍行距；需簽字部分由相關(guān)人員以黑色鋼筆或水筆簽名。均用A4紙雙面打印，于左側(cè)裝訂成冊(cè)。三、 大學(xué)生研究性學(xué)心和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是本科學(xué)生個(gè)人或創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在導(dǎo)師指導(dǎo)下，自主進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)、組織設(shè)備和材料、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、調(diào)查、分析處理數(shù)據(jù)、撰寫總結(jié)報(bào)告等工作。四、 項(xiàng)目實(shí)施原則：參與計(jì)劃的學(xué)生要對(duì)科學(xué)研究或創(chuàng)造發(fā)明有濃厚的興趣，并在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)過程；參與學(xué)生要自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、自主完成實(shí)驗(yàn)、自主管理實(shí)驗(yàn)；注重創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施過程，強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目實(shí)施過程中學(xué)生在創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實(shí)踐方面的收獲。五、 參與大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的學(xué)生不超過5人，項(xiàng)目執(zhí)行時(shí)間為1-2年。六、 指導(dǎo)老師應(yīng)具有講師以上職稱，每個(gè)指導(dǎo)老師指導(dǎo)的項(xiàng)目數(shù)不超過2項(xiàng)。七、 計(jì)劃項(xiàng)目必須先由導(dǎo)師提出意見、由所在學(xué)院審核后再推薦上報(bào)。推薦上報(bào)的計(jì)劃項(xiàng)目表一式三份（均為原件）報(bào)送教務(wù)處，同時(shí)提交電子文檔。

項(xiàng)目名稱電解錳陽極泥回收制備硫酸錳項(xiàng)目主持人彭中維學(xué)號(hào)2009103018班級(jí)09級(jí)化工2班年級(jí)09電話QQ530827377項(xiàng)目組其他成員學(xué)生姓名性別學(xué)院名稱專業(yè)年級(jí)聯(lián)系電話合作者簽名楊哲男化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)工程與工藝09指導(dǎo)教師情況姓名顏文斌性別男民族漢出生年月1965.4職稱教授專業(yè)化學(xué)研究方向礦產(chǎn)品加工及綜合利用手機(jī)號(hào)碼E-mail 指導(dǎo)老師簽名一、前期基礎(chǔ)（500字以內(nèi)）自2010年10月份以來，我們?cè)陬佄谋蠼淌诘闹笇?dǎo)下查閱了大量關(guān)于電解錳陽極泥回收制備硫酸錳及各方面應(yīng)用的文獻(xiàn)資料，對(duì)錳陽極泥回收和制備硫酸錳有了足夠的認(rèn)知和理解，在顏文斌教授的指導(dǎo)下，我們著手開展了錳陽極泥回收和硫酸錳的制備工作。經(jīng)過兩年的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)鍛煉，我們養(yǎng)成了良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，培養(yǎng)出了扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)功底。成員團(tuán)結(jié)一致，勤奮刻苦，積極進(jìn)取。立足于吉首大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室條件，我們堅(jiān)信能夠進(jìn)一步開展錳陽極泥回收并制備硫酸錳的研究工作。二、項(xiàng)目立論依據(jù)（2000字以內(nèi)）?項(xiàng)目研究目的和意義在電解錳的生產(chǎn)過程中，電解槽的陽極會(huì)有大量廢渣產(chǎn)生，其中二氧化錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)42%-48%因其組成復(fù)雜，電解過程嚴(yán)重改變了化合物性質(zhì)，利用難度大，一直以來都是作為一種工業(yè)廢渣丟棄或廉價(jià)出售。 同時(shí)還有相當(dāng)一部分陽極渣糊狀物被水沖洗排放,未能得到很好的開發(fā)和綜合利用，造成資源浪費(fèi)和相當(dāng)程度的環(huán)境污染，破壞生態(tài)平衡。本研究采用濕法還原浸取處理電解金屬錳陽極泥廢渣，通過工藝流程將錳離子處理得到硫酸錳，并回收其他貴重金屬離子。本工藝不僅可以解決陽極泥環(huán)境污染問題，還可變廢為寶，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。?國內(nèi)外研究現(xiàn)狀陽極泥（anodemud）性質(zhì)：電解精練時(shí)落于電解槽底的泥狀細(xì)粒物質(zhì)。主要由陽極粗金屬中不溶于電解液的雜質(zhì)和待精練的金屬組成。往往含有貴重和有價(jià)值的金屬，可以回收作為提煉金、銀等貴重金屬的原料。例如由電解精練銅的陽極泥可以回收銅，并提取金、銀、硒、碲等。陽極泥是電解廠在長期為產(chǎn)品鍍金、銀時(shí)，陽極、陰極的沉積物及電解液流經(jīng)溝渠累積下來的殘?jiān)@些殘?jiān)?jīng)過多次篩選、熔化，可提煉出一定的金、銀成分，搭一個(gè)簡易工棚，置幾口坩堝，就能完成簡單的提煉過程。在水溶液電冶金過程中，附著于殘陽極表面或沉淀在電解槽底的不溶性泥狀物。一般為灰色，粒度約為100?200目。其中各個(gè)組分多以金屬、硫化物、 硒碲化合物、氧化物、單質(zhì)硫和堿式鹽形態(tài)存在。不溶陽極電積過程，一般不產(chǎn)生陽極泥。但在鋅電積過程中，溶液中的錳離子在陽極附近氧化成二氧化錳，形成陽極泥。這種陽極泥返回中性浸出（見浸?。┻^程，作氧化劑使用。提煉流程陽極泥中富集了貴金屬、稀有金屬和其他有價(jià)金屬。這些金屬在國民經(jīng)濟(jì)中占有很重要的地位，從陽極泥中提取這些金屬，可以獲得很大的經(jīng)濟(jì)效益。例如，處理銅陽極泥獲得的利益，足以抵償銅電解精煉的全部費(fèi)用。為降低處理陽極泥的費(fèi)用 ，提高稀、貴金屬的回收率，各國都在研究處理陽極泥的新工藝。中國工廠處理銅、鉛陽極泥，除傳統(tǒng)流程外還采用了以下兩個(gè)流程：選冶聯(lián)合流程取消了傳統(tǒng)流程中的貴鉛熔煉并減輕了金銀合金氧化精煉的負(fù)荷。先用稀硫酸和氯酸鈉浸出陽極泥，使銅、硒溶解，然后用浮選法從浸出渣中選出含金銀約60%的精礦,再配入蘇打、石英砂、氧化鐵等熔劑熔煉成金銀合金。

濕法流程陽極泥脫硒后，用濕法處理，主要工序?yàn)椋涸诳諝鈹嚢钘l件下，用硫酸溶液浸出銅，并加入鹽酸使溶出的銀生成不溶的氯化銀(AgCI)，含銅的浸出液經(jīng)濃縮結(jié)晶，產(chǎn)出硫酸銅；脫銅后的陽極泥用碳酸鈉和氨水浸出，銀成絡(luò)氨鹽]Ag(NH)2CI]進(jìn)入溶液，并使鉛轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓徙U；銀浸出液用水合肼(H2NNHH0)還原，產(chǎn)出銀粉；浸出銀后的氨浸渣用硝酸溶液浸出鉛；向分離鉛后的脫鉛渣加入鹽酸、食鹽和氯酸鈉溶液溶解金，含金溶液用 S0還原,析出金粉；還原金后的溶液用鋅塊置換得到鉑、鈀精礦。在電解錳生產(chǎn)過程中，不可避免地在陽極區(qū)產(chǎn)生大量的廢渣，其錳含量高達(dá) 40%-50%主要成分為MF的水合氧物且含有顯著量的 PbTSf等重金屬雜質(zhì)。由于不能通過簡單機(jī)械或選礦方法直接回收利用，大多數(shù)電解錳廠采取堆存或廉價(jià)出售的方式，不僅浪費(fèi)資源且易造成環(huán)境污染。對(duì)錳陽極泥的研究和利用已有報(bào)道，如氧化焙燒制備化學(xué)二氧化錳、高溫還原揮發(fā)脫除重金屬雜質(zhì)等，這些方法在產(chǎn)品純度或高熱設(shè)備投資方面使應(yīng)用具有一定的局限性。?主要參考文獻(xiàn)符智榮，申永強(qiáng)，石愛華，等.錳陽極泥焙燒酸浸氧化制備化學(xué)二氧化錳 [J].吉首大學(xué)學(xué)報(bào),2007,28(5):107-109.湯集剛，韓至成.錳陽極泥的工藝礦物學(xué)及雜志的脫除研究 [J].礦冶,2005,14(3):75-78.申永強(qiáng)，符智榮，黃養(yǎng)逢,等.電解金屬錳陽極泥回收制備化學(xué)二氧化錳工藝研究 [J].中國錳業(yè),2007,25(3):14-16.譚紅翔.氧化錳礦直接浸出制備硫酸錳的幾個(gè)影響因素 [J].中國錳業(yè)，1994，12(1):52-54.⑸ 吳曉春.用軟錳礦制取硫酸錳試驗(yàn) [J]中國錳業(yè)，2005，23(2):132-34.靳曉珠，楊仲平，陳祝炳，等.低品位碳酸錳礦銨鹽焙燒富錳工藝研究 [J].中國錳業(yè),2006,24(1):33-34.李軍旗，史連軍，金會(huì)心，等?軟錳礦吸收SO氣體制取硫酸錳.曹柏林， .用貧錳礦制備硫酸錳[J].湖南有色金屬,2000,16(3):18-19.粟海鋒，孫英云，文衍宣，等.廢糖蜜還原浸出低品位軟錳礦 [J]過程工程學(xué)報(bào).2007,7(6):1089-1093.錢偉文.我國電解二氧化錳工業(yè)的現(xiàn)狀與展望 [J].電池業(yè),2002,7(3):176-178.馬子川，謝亞勃，張雪榮.二氧化錳分析方法的改進(jìn)[J].河北師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2001,3(25):183-85.

三、項(xiàng)目實(shí)施方案（2500字以內(nèi)）1.項(xiàng)目研究目標(biāo)、研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題研究目標(biāo)：以電解過程中產(chǎn)生的錳陽極泥為原料對(duì)錳離子進(jìn)行有效回收并制備高純硫酸錳研究內(nèi)容：（1） 研究錳陽極泥的成分（2） 探究不同還原劑對(duì)錳浸出率的影響，并選出合適的還原劑。（3） 將還原之后的混合溶液進(jìn)行過濾、除雜、純化，并制備高純硫酸錳＜（4） 對(duì)陽極泥中的金、銀及其他貴重金屬進(jìn)行回收。關(guān)鍵問題：（1） 還原劑的選擇。（2） 重結(jié)晶，純化獲得高純硫酸錳。（3） 分離，回收陽極泥中的各種貴重金屬。2?擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析研究方法的討論：（1）采用氧化還原滴定及絡(luò)合滴定兩步滴定對(duì)錳陽極泥成分進(jìn)行定性分析。（2） 其它離子用原子分光光度計(jì)作定量分析。（3） 單因素控制分析法探索出合適的還原劑。（4） 采用CIP儀器測定錳浸出率，并計(jì)算回收率。技術(shù)路線：SlXJt —- 履肚㈱ft—-[閤虬過懣―-u寸臧轉(zhuǎn)乩]—|I嚎|一a產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)方案可行性分析：采用以木屑為例富含的纖維素（CeHoQ）n等在較濃硫酸的作用下膨脹、水解生成還

原糖,酸性條件下,可與二氧化錳發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成可溶性的硫酸錳。 工藝涉及的主要反應(yīng)為：TOC\o"1-5"\h\z(C6HwO)n+nH2SQ—n(C6H1Q)HSQ ⑴n(C6HhQ5)HSQ4+nH2Q—n(C6H2Q)+nH2SQ (2)(C6H12Q)+12H2SO+12MnQ—12MnS4+6CQ+I8H2Q (3)MnQ+HSQ—MnSGH2Q (4)2HSQ+2MnQ+C(碳素或有機(jī)質(zhì))—2MnS(+CQ+2甩0 (5)C+Q—CCb (6)我們通過查閱大量資料和文獻(xiàn)調(diào)研，從理論上掌握了用電解錳陽極泥制備硫酸錳的可行方法。在顏文斌教授的指導(dǎo)下，進(jìn)行了相關(guān)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，能將硫酸錳按照文獻(xiàn)方法制備出來，且對(duì)錳陽極泥中含有大量的金屬離子進(jìn)行回收。吉首大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)室有足夠的實(shí)驗(yàn)場地，學(xué)校有 CIP儀器、原子分光光度計(jì)、酸堿式滴定管等儀器，具有足夠的實(shí)驗(yàn)條件。3.本項(xiàng)目的創(chuàng)新之處本方案中采用濕法還原浸取提煉電解錳陽極泥中的錳離子，并制備出高純硫酸錳，較氧化焙燒法、高溫還原揮發(fā)脫除重金屬雜質(zhì)法在產(chǎn)品純度、回收率、能耗、設(shè)備投資方面具有明顯優(yōu)勢，且保護(hù)環(huán)境，變廢為寶。4?項(xiàng)目研究計(jì)劃及預(yù)期進(jìn)展2011年01月-2011年06月查閱資料和文獻(xiàn)調(diào)研，確定實(shí)驗(yàn)方案。2011年07月-2011年12月選擇適當(dāng)還原劑，探究并擬定實(shí)驗(yàn)條件。2012年01月-2012年06月分離和除去錳陽極泥中雜質(zhì)，制備硫酸錳。2012年07月-2012年12月產(chǎn)品測試數(shù)據(jù)的整理總結(jié)、論文發(fā)表、項(xiàng)目結(jié)題。

5?項(xiàng)目研究的預(yù)期成果電解錳陽極泥制備獲得高純度硫酸錳，分離回收陽陽極泥中的貴重金屬，并發(fā)表論文1-2篇。四、項(xiàng)目保障機(jī)制（800字以內(nèi)）1?經(jīng)費(fèi)預(yù)算及經(jīng)費(fèi)使用計(jì)劃經(jīng)費(fèi)開支項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)預(yù)算（萬兀）用途簡要說明材料費(fèi)0.2原材料的購買測試費(fèi)0.2CIP等測試論文發(fā)表費(fèi)0.1版面費(fèi)總計(jì)（萬元）0.5總經(jīng)費(fèi)2?條件保障（實(shí)驗(yàn)室、設(shè)備、場地、設(shè)施等具體情況）吉首大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)室有足夠的實(shí)驗(yàn)場地，學(xué)校 CIP儀器、原子吸收分光光度計(jì)、酸堿式滴定管等儀器，具有足夠的實(shí)驗(yàn)條件。五、導(dǎo)師意見（600字以內(nèi)）項(xiàng)目研究的選題意義、項(xiàng)目研究方案的科學(xué)性、可行性1?該課題能夠理論聯(lián)系實(shí)際，從解決環(huán)境污染、資源再利用等關(guān)鍵問題入手，探究電解錳陽極泥各方面應(yīng)用，具有較強(qiáng)的理論意義和實(shí)用價(jià)值，有一定的創(chuàng)新性。2?課題設(shè)計(jì)技術(shù)方法先進(jìn)，理論說服力充分。說明申請(qǐng)者基本掌握了本領(lǐng)域的發(fā)展方向和主要文獻(xiàn)，能站在當(dāng)代應(yīng)用化學(xué)前沿開展課題研究和理論探索， 具備堅(jiān)實(shí)的本學(xué)科基礎(chǔ)及扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作技能。3?課題書寫規(guī)范，原理方法正確，邏輯結(jié)構(gòu)清晰，文字表達(dá)流暢，建議作為大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目。導(dǎo)師簽字：年月日六、學(xué)院計(jì)劃項(xiàng)目負(fù)責(zé)人意見計(jì)劃項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（簽字）：年月日七、學(xué)院推薦意見學(xué)院負(fù)責(zé)人簽字:學(xué)院學(xué)院負(fù)責(zé)人簽字:學(xué)院（蓋章）

年月日八、學(xué)校評(píng)審意見1?專家組評(píng)審意見■專家組組長（簽字）：年月日八、學(xué)校評(píng)審意見1?專家組評(píng)審意見■專家組組長（簽字）：年月日2.教務(wù)處意見教務(wù)處處長（簽字）教務(wù)處（蓋章）3?主管教學(xué)校長意見:主管教學(xué)校長（簽字）： （蓋章）年月九、申請(qǐng)者承諾本人保證上述填報(bào)內(nèi)容的真實(shí)性。如果獲得資助，我與本項(xiàng)目組的