Electrolytic manganese dioxide from hydrogen reduced ore
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3142493Utgivelsesdato
2024Metadata
Vis full innførselSamlinger
Beskrivelse
Full text not available
Sammendrag
Denne avhandlingen undersøker produksjonen av elektrolytisk mangandioksid (EMD) fra hydrogenredusert manganmalm som en del av det EU-finansierte HAlMan-prosjektet. Prosjektet har som mål å demonstrere en karbonfri prosess for produksjon av manganlegeringer, med sekundære prosesser som EMD-produksjon og verdiskapning fra biprodukter. Studien fokuserer på utbyttet og kinetikken ved utlutning av delredusert Nchwaning-malm, foredlingsmetoder for å produsere EMD med høy renhet og minimalisering av avfall. Eksperimentelle prosedyrer inkluderer delreduksjon, vann- og syrevasking, karbonatutfelling og elektrodeponering. Analytiske teknikker som XRD, SEM, ICP-MS, PSD og BET brukes for å karakterisere materialene og prosessene. Studien viste effektiviteten av en pyro-hydrometallurgisk metode for å produsere EMD fra Nchwaning-manganmalm, med de modifikasjoner som ble anvendt. Det resulterende EMDet med god γ-MnO₂-struktur, oppnådde ikke renhetsmålet. Bemerkelsesverdig nok nådde overflatearealet til det produserte EMDet over 110 m²/g, noe som overgår tilsvarende produkter. Resultatene fremhever de termodynamiske og kinetiske parameterne som påvirker EMD-produksjonen og virkningen av urenheter på sluttproduktets renhet. Oppdagelsene bidrar til utviklingen av bærekraftige og effektive metoder for produksjon av mangandioksid, essensielt for elektroniske applikasjoner som batterier. This thesis investigates the production of Electrolytic Manganese Dioxide (EMD) from hydrogen-reduced manganese ore as part of the EU-funded HAlMan project. The project aims to demonstrate a carbon-free process for producing manganese alloys, with secondary processes for EMD production and by-product valorization. The study focuses on the leaching yield and kinetics of pre-reduced Nchwaning ore, purification methods for high-purity EMD, and the minimizing of waste streams. Experimental procedures include pre-reduction, water and acid leaching, carbonate precipitation, and electrodeposition. Analytical techniques such as XRD, SEM, ICP-MS, PSD, and BET are utilized to characterize the materials and processes. The study demonstrated the effectiveness of a pyro-hydrometallurgical method to produce Electrolytic Manganese Dioxide (EMD) from Nchwaning manganese ore, with specific modifications enhancing the process. The resulting EMD, while confirming the γ-MnO₂ structure via XRD analysis, was deemed subpar Notably, the surface area of the produced EMD reached up to 110 m²/g, surpassing that of equivalent products. The results highlight the thermodynamic and kinetic parameters influencing EMD production and the impact of impurities on the final product's performance. The findings contribute to developing sustainable and efficient methods for manganese dioxide production, essential for electronic applications such as batteries.