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摘 要：综述了高锰酸钾的几种工业生产方法，分析了各种制备工艺的流程及优缺点，总结了我国高锰酸钾工业的发展现状。
关键词：高锰酸钾 制备工艺 发展现状
高锰酸钾，俗称灰锰氧、PP 粉，是一种常见的强氧化剂，常温下为紫黑色片状晶体，见光易分解：
2KMnO4（s） →K2MnO4（s）+ MnO2（s）+ O2（g），故需避光存于阴凉处，严禁与易燃物及金属粉末同放。目前，我国拥有世界上最先进的锰酸钾制备工艺技术。主要制备方法有固体焙烧法和液相氧化法，以及自主研发的外循环三相反应器连续制备锰酸钾的新技术。
1 高锰酸钾制备工艺技术
高锰酸钾的制备因氧化工序的工艺技术不同，分为固相焙烧法和液相氧化法以及外循环三相反应器连续法[1]。常见的高锰酸钾的工业生产方法是：以软锰矿（Mn02）与碱（KOH）和氧化剂（O2）为原料，通过氧化反应制得锰酸钾（K2MnO4 ），再经电解（阳极：MnO4-2 - e- = MnO4- ，阴极：2H2O + 2e- = 2OH- + H2↑ ，总反应：2K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + 2KOH）、结晶、分离、干燥等工序制得高锰酸（KMnO4）。
1.1固相焙烧法
固相氧化焙烧法是把锰粉（MnO，>65 %）与熔融的氢氧化钾按一定比例混合后铺到氧化平炉上，炉内用煤烧火升温吸收空气中的氧来进行氧化反应。平炉固相焙烧工艺法它的混料和平炉吸氧的主要反应为：2MnO2+6KOH+1/2O2 = 2K3MnO4+3H2O （1）， 2K3MnO4+1/2O2+H2O = 2K2MnO4+2KOH （2）。
固相焙烧法生产KMnO4 简单工艺流程见图1。
图1 固态焙烧法制备KMnO4 工艺流程图[2]
由于工艺本身的限制以及MnO2 粉的活性差，上述两个反应进行得很不完全，致使MnO 转化率低，吸氧约为55 %，温度为250 ℃～300 ℃，反应时间50～60 h，二氧化锰转化率65 %～69 %，1吨产品需100 % MnO 粉0.73 t，为理论值的1.32 倍，相当部分MnO，进入渣中[2]。固相氧化法设备工艺复杂，生产投资大以及转化率低，属于传统工艺。
1.2液相氧化法
液相氧化法也称三相氧化法（即液-固-气相法的简称）是把锰粉加到液体氢氧化钾中，搅拌均匀后泵人氧化塔，然后压人空气或氧气并用导热油或其他方式来升温进行氧化反应。它改变了固相法的固-固-气反应过程，变为固-液-气反应过程。液相氧化法生产KMnO4 简单工艺流程见图2。
图2 液相氧化法生产高锰酸钾工艺流程图[3]
液相氧化法分为敞开常压式和密闭加压式两种，反应条件为：温度在220 ℃～270 ℃ ，时间3～4 h，二氧化锰转化率 ≥80 %，相对固相法该生产工艺有很多优势，但由于氢氧化钾在高温、高浓度下腐蚀性强，选择设备材料及丁艺参数对生产过程很重要[3]。
1.3 外循环三相反应器连续制备高锰酸钾新技术
外循环三相反应器连续制备锰酸钾，该技术的拥有者是中国广州同济化工厂，20世纪80年代末开发成功。外循环三相反应器连续制备锰酸钾：将浓度为65 %～90 %（质量）的氢氧化钾在加热成液相熔融状态下，与软锰矿进行液相氧化反应生成锰酸钾[4]。外循环三相反应器连续制备锰酸钾新技术流程图如图3 所示。
图3 外循环三相反应器连续制备高锰酸钾工艺流程图[4]
该法具有设备简单，产品纯度高，操作时无粉尘，反应时间短，同时所需空气或其它含氧气体的量显著地减少，熔体搅拌时动力消耗不大，操作容易等特点。因其具备节能、环保和高效的特点，目前此法是世界高锰酸钾工业的主要发展方向。
2 高锰酸钾工业的现状与发展
随着经济和工业快速发展，高锰酸钾的消费越来越大，高锰酸钾的价格也呈现一个增长的趋势[5]。但是我国锰矿品位低，平均含锰21.4 % ，富矿占储量的 6.12% ，符合国际商品级的富锰矿石（Mn ≥48 %）储量很少，而贫锰矿储量约占全国储量的 94 %[6]。从总体上看，我国高锰酸钾工业十分分散，工艺生产设备落后，能耗高，环境污染严重。这些都深深地制约了我国高锰酸钾工业的发展，因此完善和推广先进的生产工艺非常必要。近年来高锰酸钾的市场一片看好，产业中各企业的素质参差不齐，严重造成了锰资源的浪费，同时给周边的环境污染带来很大的压力，加强企业联合，合理分配资源，提高企业的管理经营水平很重要，重点研究低品位锰矿制取高锰酸钾的工艺，从而强化国际市场的影响力。
3 总结与展望
随着工业技术的发展，开发制备具更广应用价值的高锰酸钾新技术正成为合成高锰酸钾的主要研究方向。针对不同高锰酸钾制备工艺优缺点进行系统深入的研究，对于研制开发新型高锰酸钾以工业和市场不断发展的需要等具有重要理论和应用价值。
参考文献：
[1]徐肇锡. 高锰酸钾生产现状及发展前景[J]. 中国锰业， 1991， 9（1）： 50-55
[2]朱国祥. 高锰酸钾厂锰渣的回收利用[J]. 南方钢铁， 1996（5）： 26-28
[3]胡日勤. 液相氧化法生产锰酸钾[J]. 无机盐工业， 1990， 22（4）： 14-19
[4]李守昌， 陈维举和何天民等. 三相加压连续氧化制锰酸钾新技术[J]. 无机盐工业， 1995， 2（2）： 9-l1
[5]付庆瑜. 1999年世界锰业发展状况[J]. 中国锰业， 2000 （3）： 48-50
[6]王运敏. 中国的锰矿资源和电解金属锰的发展[J]. 中国锰业， 2004（3）： 26-30.
作者简介：周言（1900-），男，汉族，大学本科。现就读于西北民族大学化工学院化学工程与工艺专业。
关键词：高锰酸钾 制备工艺 发展现状
高锰酸钾，俗称灰锰氧、PP 粉，是一种常见的强氧化剂，常温下为紫黑色片状晶体，见光易分解：
2KMnO4（s） →K2MnO4（s）+ MnO2（s）+ O2（g），故需避光存于阴凉处，严禁与易燃物及金属粉末同放。目前，我国拥有世界上最先进的锰酸钾制备工艺技术。主要制备方法有固体焙烧法和液相氧化法，以及自主研发的外循环三相反应器连续制备锰酸钾的新技术。
1 高锰酸钾制备工艺技术
高锰酸钾的制备因氧化工序的工艺技术不同，分为固相焙烧法和液相氧化法以及外循环三相反应器连续法[1]。常见的高锰酸钾的工业生产方法是：以软锰矿（Mn02）与碱（KOH）和氧化剂（O2）为原料，通过氧化反应制得锰酸钾（K2MnO4 ），再经电解（阳极：MnO4-2 - e- = MnO4- ，阴极：2H2O + 2e- = 2OH- + H2↑ ，总反应：2K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + 2KOH）、结晶、分离、干燥等工序制得高锰酸（KMnO4）。
1.1固相焙烧法
固相氧化焙烧法是把锰粉（MnO，>65 %）与熔融的氢氧化钾按一定比例混合后铺到氧化平炉上，炉内用煤烧火升温吸收空气中的氧来进行氧化反应。平炉固相焙烧工艺法它的混料和平炉吸氧的主要反应为：2MnO2+6KOH+1/2O2 = 2K3MnO4+3H2O （1）， 2K3MnO4+1/2O2+H2O = 2K2MnO4+2KOH （2）。
固相焙烧法生产KMnO4 简单工艺流程见图1。
图1 固态焙烧法制备KMnO4 工艺流程图[2]
由于工艺本身的限制以及MnO2 粉的活性差，上述两个反应进行得很不完全，致使MnO 转化率低，吸氧约为55 %，温度为250 ℃～300 ℃，反应时间50～60 h，二氧化锰转化率65 %～69 %，1吨产品需100 % MnO 粉0.73 t，为理论值的1.32 倍，相当部分MnO，进入渣中[2]。固相氧化法设备工艺复杂，生产投资大以及转化率低，属于传统工艺。
1.2液相氧化法
液相氧化法也称三相氧化法（即液-固-气相法的简称）是把锰粉加到液体氢氧化钾中，搅拌均匀后泵人氧化塔，然后压人空气或氧气并用导热油或其他方式来升温进行氧化反应。它改变了固相法的固-固-气反应过程，变为固-液-气反应过程。液相氧化法生产KMnO4 简单工艺流程见图2。
图2 液相氧化法生产高锰酸钾工艺流程图[3]
液相氧化法分为敞开常压式和密闭加压式两种，反应条件为：温度在220 ℃～270 ℃ ，时间3～4 h，二氧化锰转化率 ≥80 %，相对固相法该生产工艺有很多优势，但由于氢氧化钾在高温、高浓度下腐蚀性强，选择设备材料及丁艺参数对生产过程很重要[3]。
1.3 外循环三相反应器连续制备高锰酸钾新技术
外循环三相反应器连续制备锰酸钾，该技术的拥有者是中国广州同济化工厂，20世纪80年代末开发成功。外循环三相反应器连续制备锰酸钾：将浓度为65 %～90 %（质量）的氢氧化钾在加热成液相熔融状态下，与软锰矿进行液相氧化反应生成锰酸钾[4]。外循环三相反应器连续制备锰酸钾新技术流程图如图3 所示。
图3 外循环三相反应器连续制备高锰酸钾工艺流程图[4]
该法具有设备简单，产品纯度高，操作时无粉尘，反应时间短，同时所需空气或其它含氧气体的量显著地减少，熔体搅拌时动力消耗不大，操作容易等特点。因其具备节能、环保和高效的特点，目前此法是世界高锰酸钾工业的主要发展方向。
2 高锰酸钾工业的现状与发展
随着经济和工业快速发展，高锰酸钾的消费越来越大，高锰酸钾的价格也呈现一个增长的趋势[5]。但是我国锰矿品位低，平均含锰21.4 % ，富矿占储量的 6.12% ，符合国际商品级的富锰矿石（Mn ≥48 %）储量很少，而贫锰矿储量约占全国储量的 94 %[6]。从总体上看，我国高锰酸钾工业十分分散，工艺生产设备落后，能耗高，环境污染严重。这些都深深地制约了我国高锰酸钾工业的发展，因此完善和推广先进的生产工艺非常必要。近年来高锰酸钾的市场一片看好，产业中各企业的素质参差不齐，严重造成了锰资源的浪费，同时给周边的环境污染带来很大的压力，加强企业联合，合理分配资源，提高企业的管理经营水平很重要，重点研究低品位锰矿制取高锰酸钾的工艺，从而强化国际市场的影响力。
3 总结与展望
随着工业技术的发展，开发制备具更广应用价值的高锰酸钾新技术正成为合成高锰酸钾的主要研究方向。针对不同高锰酸钾制备工艺优缺点进行系统深入的研究，对于研制开发新型高锰酸钾以工业和市场不断发展的需要等具有重要理论和应用价值。
参考文献：
[1]徐肇锡. 高锰酸钾生产现状及发展前景[J]. 中国锰业， 1991， 9（1）： 50-55
[2]朱国祥. 高锰酸钾厂锰渣的回收利用[J]. 南方钢铁， 1996（5）： 26-28
[3]胡日勤. 液相氧化法生产锰酸钾[J]. 无机盐工业， 1990， 22（4）： 14-19
[4]李守昌， 陈维举和何天民等. 三相加压连续氧化制锰酸钾新技术[J]. 无机盐工业， 1995， 2（2）： 9-l1
[5]付庆瑜. 1999年世界锰业发展状况[J]. 中国锰业， 2000 （3）： 48-50
[6]王运敏. 中国的锰矿资源和电解金属锰的发展[J]. 中国锰业， 2004（3）： 26-30.
作者简介：周言（1900-），男，汉族，大学本科。现就读于西北民族大学化工学院化学工程与工艺专业。