MnO-,2-熱分解制備Mn-,3-O-,4-的動力學(xué)及工藝研究.pdf

1、Mn304是制備鐵氧體和錳酸鋰的優(yōu)質(zhì)原料。MR02熱分解是制備]~1304的有效途徑，而MnO<,2>熱分解動力學(xué)數(shù)據(jù)又是優(yōu)化制備過程、提高產(chǎn)品性能的基礎(chǔ)。本文主要用TG/DTA、XRD和SEM研究了MnO<,2>的熱分解動力學(xué)。 TG/DTA和XRD的分析結(jié)果表明，MRO<,2>熱分解生成Mn<,3.O<,4>這一過程是分步進(jìn)行的：500℃～900℃發(fā)生的反應(yīng)是4MnO<,2>=2Mn<,2>O<,3>+O<,2>；900℃～

2、1170℃發(fā)生的反應(yīng)是6Mn<,2>O<,3>=4Mn<,3>O<,4>+O<,2>↑。 第一步反應(yīng)4MnO<,2>=2Mn2O<,3>+O<, 2>↑屬于晶核形成與增長控制，隨著反應(yīng)進(jìn)行晶核數(shù)目不斷減少，晶核生長是受相界面控制的二維增長。動力學(xué)方程為G(α)=[-ln(1-α)]<'2> (T<650℃)和G(α)=[-ln(1-α)]<'3>(T=650℃)，表觀活化能為90.239kJ·mol<'-1>，指前因子為3.12

3、×10<'4>S<'-1>。 第二步反應(yīng)是6Mn<,2>O<,3>=4Mn<,3>O<,4>+O<,2>↑，溫度范圍為900℃～1170℃，反應(yīng)過程屬于晶核形成與增長控制，在反應(yīng)過程中晶核數(shù)目不斷減少，晶核生長方式是受相界面控制的三維增長，熱分解動力學(xué)方程為G(α)-[-ln(1-α)]<'3>，表觀活化能為204.67kJ-mol<'-1>，指前因子為4.78×10<'7>s<'-1>。 在動力學(xué)研究基礎(chǔ)上，用單因素實

4、驗和正交實驗研究了分解溫度、時間和冷卻方式對產(chǎn)品錳含量的影響。1050℃下放入原料后保溫反應(yīng)2.0h，制備Mn<,3>O<,4>的最佳工藝條件為：在產(chǎn)品在爐外空氣中封蓋冷卻。在此工藝條件下所得產(chǎn)品經(jīng)化學(xué)方法分析其含錳量為71.70％，符合電子級標(biāo)準(zhǔn)。本實驗結(jié)果可為MRO<,2>分解制備Mn<,3>O<,4>的制備工藝與過程開發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)Mno<,2>熱分解制備Mn<,3>O<,4>的動力學(xué)及工藝研究據(jù)和理論指導(dǎo)，具有一定的理論意義和實用