CN102643986A - 一种以软锰矿为原料湿法还原浸出生产电解锰的方法 - Google Patents

Abstract

一种以软锰矿为原料湿法还原浸出生产电解锰的方法，其特征是以软锰矿为原料，以二氧化硫为还原剂，配合部分矿渣，湿法还原浸出生产电解锰。本发明的生产工艺利用现有硫酸锰或电解锰化合浸出设备与生产操作工艺，不需增加设备投资，还原、浸出同时进行，反应速度快，锰浸出率高，不污染环境。与用菱锰矿为原料生产的同类产品的方法比较，其生产成本和电耗分别约减少约15％和10％，且工艺操作简单，便于大规模生产。

Description

一种以软锰矿为原料湿法还原浸出生产电解锰的方法

技术领域

本发明涉及一种以软锰矿为原料湿法还原浸出生产电解锰的方法。

背景技术

锰是炼合金钢的重要合金元素之一。自然界中锰的重要矿物是菱锰矿(MnCO₃)和软锰矿(MnO₂)。传统生产电解锰是利用菱锰矿为原料。但随着菱锰矿的开采，其品位越来越低，而成本越来越高，加上电解锰行情的波动及政府对高能耗企业的政策调控，以菱锰矿为原料的电解锰生产厂家难以维计，处于停产状态。如何充分利用储量丰富、品位高、价格实惠的软锰矿来代替菱锰矿具有十分重要的意义。

利用软锰矿其传统的冶炼方法是高温碳还原冶炼锰铁或高温碳还原后用硫酸浸出，制备硫酸锰和其它锰化合物。对于难选的软锰矿，不能获得高品位的精矿或因不易烧结而无法用高温碳还原处理，必须寻找适宜的还原剂和开发新工艺。近年来黄铁矿与软锰矿同时浸出的两矿法受到普遍关注，但是这种工艺存在着两矿难以完全利用、两种矿渣混合难处理和必须使用硫酸的问题。另一种采用两矿同时焙烧使二氧化锰转变为硫酸锰，然后水浸出的工艺，则需在高比下长时间焙烧，不仅造成不能充分利用，而且渣量大、难处理，同时还存在烟气处理问题。

专利号为200710111714x  “一种二氧化硫浸出软锰矿的工艺流程“提供一种用软锰矿吸收工厂尾气中的二氧化硫浸出工艺流程，该工艺虽然能够实现尾气中二氧化硫达标排放及实现软锰矿的浸出，但设备复杂，操作不便，不利于规模化生产。

专利号为200610122400.5的专利公开了一种”一种软锰矿浸出工艺“，用甘蔗糖蜜酒精废液作还原剂浸取软锰矿以制备硫酸锰溶液，该工艺应用工业废弃物甘蔗糖蜜酒精废液，变废为宝，具有环保和经济的双重效益。浸出工艺条件温和、除杂过程简单。但上述方法锰的一次性转化率较低，且产品难以过滤及洗涤，影响该方法的产业化。

专利号201010195565.1的专利公开了一种“一种铁粉还原浸出软锰矿的工艺”，用铁粉还原浸出软锰矿制备硫酸锰溶液，该工艺虽然有较理想的锰的浸出率，但原料价高且来源受限制，且由于大量铁的使用给后续的除杂操作带来困难，增大了生产成本，难于产业化。

发明内容

本发明旨在提供一种以软锰矿为原料，以二氧化硫为还原剂，配合部分矿渣，湿法还原浸出生产电解锰的新方法。

本发明步骤如下：

1)、浸锰工序及一次除杂：软锰矿及矿渣磨矿细度：85-90目85-90％，，液固比5∶1，浸出时间6小时，反应温度85℃，用重量百分比浓度为18％的氨水调节硫酸锰溶液PH＝6.5，过滤除去铁、铝，得到硫酸锰溶液，锰浸出率为92-96％。硫酸锰滤液中加SDD除去铜、镍、铅、钴、锌等重金属离子。

相关化学反应方程式如下：

MnO₂+SO₂＝MnSO₄

MCO₃+H₂SO₄＝MSO₄+CO₂+H₂O(M代表钙、镁、锰等金属离子)

除铁、铝方程式M³⁺+3OH^-＝M(OH)₃(M代表铁、铝金属离子)

除重金属方程式M²⁺+S^2-＝MS(M代表铅、铜、锌、镍、钴等重金属离子。)

2)、二次除杂：硫酸锰溶液中加氟化铵及碳酸氢铵除钙、镁，氟化铵和碳酸氢铵按每升溶液0.1-0.4克加入，过滤除去钙镁等金属离子，过滤得到纯化硫酸锰溶液。

二次除杂化学反应方程式：

M²⁺+2F^-＝MF₂(M代表钙、镁离子)

M²⁺+CO₃ ^2-＝MCO₃(M代表钙、镁离子)

3)、三次除杂：纯化硫酸锰溶液中加入药剂，每升溶液1-4毫克加入，过滤得到净化硫酸锰溶液。

净化硫酸锰溶液后按传统电解锰工艺电解，生产出电解锰产品。

本发明的生产工艺利用现有硫酸锰或电解锰化合浸出设备与生产操作工艺，不需增加设备投资，还原、浸出同时进行，反应速度快，锰浸出率高，不污染环境。与用菱锰矿为原料生产的同类产品的方法比较，其生产成本和电耗分别约减少约15％和10％，且工艺操作简单，便于大规模生产。

具体实施方式

实施例1：在一定量的阳极液中，投入软锰矿粉，含锰22.22％.磨矿细度：85-90目85-90％，液固比5∶1，按计算定量冲入二氧化硫，投入矿渣，磨矿细度：85-90目85-90％，液固比5∶1，浸出时间6小时，温度70-90℃，用重量百分比浓度为15％氨水调节溶液PH＝6.5，过滤除铁、铝，得到硫酸锰溶液，锰浸出率为93％。酸锰溶液中加固体SDD药剂除重金属离子，过滤；滤后的溶液加氟化铵和碳酸氢铵除钙、镁，按每升溶液0.1-0.4克加入，过滤杂质沉淀物，得到纯化硫酸锰溶液。纯化硫酸锰溶液中加入药剂，每升溶液按1-4毫克加入，过滤得到净化硫酸锰溶液。

净化硫酸锰溶液后按传统电解锰工艺电进行解，生产出电解锰产品。

电解设备：阴极板规格为500×600，两个电解槽串联，每个槽12块阴极板，共24块阴极板，单板产量可达3.95公斤。

产品指标：成分含量(重量百分比％)：

Mn	C	S	P	Si	Fe	Se
							99.93	0.017	0.0060	0.0016	0.0033	0.0045	0.040

实施例2：在一定量的阳极液中，投入软锰矿粉，含锰22.13％.磨矿细度：85-90目85-90％，液固比5∶1，按计算定量冲入二氧化硫，投入矿渣，磨矿细度：85-90目85-90％，液固比5∶1，浸出时间6小时，温度70-90℃，用重量百分比浓度为15％氨水调节溶液PH＝6.5，过滤除铁、铝，得到硫酸锰溶液，锰浸出率为92％.硫酸锰溶液中加固体SDD药剂除重金属离子，过滤；过滤后的溶液加氟化铵和碳酸氢铵除钙、镁，按每升溶液0.1-0.4克加入，过滤杂质沉淀物，得到纯化硫酸锰溶液。纯化硫酸锰溶液中加入药剂，每升溶液按1-4毫克加入，过滤得到净化硫酸锰溶液。

净化硫酸锰溶液后按传统电解锰工艺电解，生产出电解锰产品。

电解设备：阴极板规格为500×600，两个电解槽串联，每个槽12块阴极板，共24块阴极板，单板产量可达3.90公斤。

产品指标：成分含量(重量百分比％)：

Mn	C	S	P	Si	Fe	Se
							99.92	0.017	0.0048	0.0021	0.0027	0.0050	0.042

与已有的技术相比，本发明有以下特点：

1、生产电解锰，原料使用的是我国的软锰矿，提高了锰矿资源利用率。

2、能耗低：本发明进行了溶液的深度净化，虽然增加部分成本但提高了电效，降低了电耗。

3、生产成本低：由于使用了品位高且价格优惠的软锰矿代替菱锰矿，虽然使用了二氧化硫，但其用量不大，而整个生产的酸耗、氨耗及双氧水的消耗降低，废渣的排放量减少，致使总的生产成本下降，约为传统法的三分之二。

Claims (1)

1.一种以软锰矿为原料湿法还原浸出生产电解锰的方法，其特征是以软锰矿为原料，以二氧化硫为还原剂，配合部分矿渣，湿法还原浸出生产电解锰，其步骤如下：

1)、浸锰工序及一次除杂：软锰矿及矿渣磨矿细度85-90目85-90％，液固比5∶1，浸出时间6小时，反应温度85℃，用重量百分比浓度为18％的氨水调节硫酸锰溶液PH＝6.5，过滤除去铁、铝，得到硫酸锰溶液，锰浸出率为92-96％；硫酸锰滤液中加SDD除去铜、镍、铅、钴、锌等重金属离子；

MnO₂+SO₂＝MnSO₄

MCO₃+H₂SO₄＝MSO₄+CO₂+H₂O(M代表钙、镁、锰等金属离子)

除铁、铝方程式M³⁺+3OH^-＝M(OH)₃(M代表铁、铝金属离子)

除重金属方程式M²⁺+S^2-＝MS(M代表铅、铜、锌、镍、钴等重金属离子)

2)、二次除杂：硫酸锰溶液中加氟化铵及碳酸氢铵除钙、镁，氟化铵和碳酸氢铵按每升溶液0.1-0.4克加入，过滤除去钙镁等金属离子，过滤得到纯化硫酸锰溶液；

M²⁺+2F^-＝MF₂(M代表钙、镁离子)

M²⁺+CO₃ ^2-＝MCO₃(M代表钙、镁离子)

3)、三次除杂：纯化硫酸锰溶液中加入药剂，每升溶液1-4毫克加入，过滤得到净化硫酸锰溶液；

净化硫酸锰溶液后按传统电解锰工艺电解，生产出电解锰产品。