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Aufarbeitung von Mangan enthaltenden Stoffen Die Aufarbeitung mancher
Mangan enthaltender ]Zollstoffe, wie Geyererz, Konverterschlacken u. dgl. ist aus
dem Grund schwierig, weil die Rohstoffe Phosphorsäure enthalten, die sich nur schlecht
vom Mangan abtrennen läßt.
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Es wurde nun gefunden, daß sich die Aufarbeitung von Mangan und Phosphorsäure
enthaltenden Rohstoffen, wie Erzen, Schlacken u. dgl. einfach und mit sehr gutem
Ergebnis durchführen lä,ßt, wenn man die beim sauren Aufschluß der Rohstoffe erhaltenen
Lösungen auf ein solches pH, vorzugsweise etwa 2,5 bis 4, einstellt, daß die Phosphorsäure
gefällt wird. Die Aufarbeitung erfolgt im einzelnen etwa in folgender Weise: 1 )er
Mangan und Phosphorsäure enthaltende Rohstoff wird in zerkleinerter, möglichst gemahlener
Form mit einer Säure, wie Schwefelsäure, Salzsäure, vorzugsweise bei höherer Temperatur,
behandelt, bis das Mangan praktisch völlig in Lösung gegangen ist. Da die in Frage
kommenden Rohstoffe meist das Mangan in verschiedenen Wertigkeitsstufen enthalten,
ist es angebracht, den Manganinhalt in iNlanganoxydul überzuführen. Dies kann beispielsweise
dadurch geschehen, daß man denRohstoff vorreduziert mit Kohle, reduzierenden Gasen
oder daß man während der Säurebehandlung die Reduktion z. B. durch Einleiten von
schwefliger Säure in die Aufschlußmasse durchführt. Die beim sauren Aufschluß erhaltene
Lösung wird vom Rückstand, z. B. durch Absitzenlassen oder Filtrieren getrennt.
Nunmehr wird die Lösung auf ein solches pH, vorzugsweise etwa 2,5 bis 4, eingestellt,
daB die
I'htisphorsä ure ausfällt. Da in den in krage luunnien<1en
Rohstoffen immer Eisen vorhanden ist, erfolgt die Fällung der Phosphorsäure als
Eisenphosphat. l>ie vom Phosphatniederschlag abgetrennte I.@isuiig ist praktisch
phosphorsäurefrei und kann auf \langanverbindungen, wie Braunstein, aufgearbeitet
werden.
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Iii vielen Fällen sind in den Mangan und Phosphorsäure enthaltenden
Rohstoffen weiterhin andc-re wertvolle Metalle, wie Vanadin und Chrom, in 1<l(#inen
Mengen vorhanden. Das neue Verfahren gilt die Möglichkeit, auch diese Nebenbestandteile
s(@ anzureichern, daß ihre Gewinnung wirtschaftlich in(iglicli ist. Unterwirft man
beispielsweise vatiadin-und clirrnnhaltige Konverterschlacken dein neuen .\ufarlieitungsverfahren
bei einem pll von etwa 3, m) tvirtl (las Vanadin zusammen mit der Phosphorsäure
gefällt, wobei eine Anreicherung von z. B.
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auf 304 und höher stattfindet. Während das Vanadin bei diesem
Verfahren mit der Phosphors;iure-efällt wird, bleibt das Chrom mit dem \Iangan in
der Lösung. Man kann nun beide Metalle citi(iitsam. z.13. als Hydroxyde, fällen,
um sie metallurgischer Verwendung zuzuführen, wofür (-inc Trviniung der Metalle
in vielen Fällen unnötig i>t. \\'iinscht man jedoch -Mangan und Chrom getrcinit
zti gewinnen, so kann man die Lösung mit @itu-ni Oxydationsmittel behandeln, wie
Persulfat, I'(@rinanganat od. dgl. Bei dieser Behandlung wird das Mangan als Braunstein
gefällt und das Chrom zu Chroniat oxydiert. Die vom Braunstein getrennte I.<isutig
enthält nur noch Chromat, das z. B. durch F:illen mit Kalk als Calciumchromat gewonnen
werden kann.
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Andererseits kann inan auch die Phosphorsäure zilsaninien mit dem
Eisen, Vanadin und Chrom ausf iillen, wenn die Fällung bei einem pil von etwa 3,5
bis 4 durchgeführt wird. Die vom Rückstand abgetrennte Lösung ist dann eine praktisch
reine \Iangansalzlösung. Der Niederschlag kann auf verschiedenen Wegen aufgearbeitet
werden. Vorteilhaft ist es z. B., den Niederschlag mit Wasser anzuschl:itnmen und
mit Schwefelwasserstoff zu behandelit. Hierbei geht die Phosphorsäure in Lösung,
während (las Eisen und Vanadin als Sulfide, das Chrom als I-lydroxyd hinterbleiben.
Durch Abrösten erhält inan Bieraus Schwefeldioxyd, das z. B. zur Schwefelsättreherstellung
verwendet werden kann und ein Gemisch der Oxyde von Eisen, Vanadin und Chrom, die,
falls sie nicht getrennt werden sollen, als Gemisch metallurgischer Verwendung z.
B. der Stahlherstellung zugeführt werden. Beispiel i i ooo kg Geyererz der Zusammensetzung:
13,2 0/0 Si O,. 24,4 % M n3 04, 36,9 % Fez 03, 5,9 % A12 03, 3,0 0%o Ca O, i, i
0/0 --Mg O, 2,3 % Na. O, 1,5 % P2 05 werden in gemahlenem Zustand in einen Rührbottich
mit 1 leizschlangen eingetragen, in dem sich i4oo kg einer 20%igeliSchwefelsäure.l)efin(len.
Die Mischung wir(- auf ioo'' erwärmt und etwa 9o kg schweflige Säure eingeleitet.
Nach einstündiger Behandlung wird die Aufschlußmasse abgenutscht und eine Lösung
erhalten, die fogende Bestandteile in Prozent der im Erz enthaltenen Mengen enthält:
97 bis 98% Mn, 1o bis 20% Fe,0, und 9o bis 95% P.
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In diese noch heiße 1_<isung wird so lange Ammoniak eingeleitet,
bis ein pH = 3 erreicht ist. Hierbei bildet sich ein gut filtrierbarer Niederschlag
von Eisenphosphat. Die abgetrennte heiße Lösung wird mit 28 kg einer Lösung von
Natriumpermanganat versetzt, wobei sich ein Niederschlag vorzüglich filtrierbaren
Braunsteins bildet, (ler im Trockenzustand 275 kg Mn = 444 kg \I 1i ().= entspricht.
Beispiel 2 iooo kg einer Konverterschlacke der Zusammensetzung: i:1,6 % Si 0v 36.70/0
Mn3 O4, 22,90/0 Fee 03, 5,5'10 P205, 2,8o/. Cr 2 03, 1,30/0 V205
werden
mit 4000 1 Schwefelsäure (i :4) i Stunde unter Rückfluß gekocht und gleichzeitig
40 bis 50 kg S 02 durchgeleitet. Die vom Rückstand getrennte Lösung wird
mit Natronlauge unter Kochen versetzt bis ein pil von etwa 3 erreicht ist.. Der
Niederschlag wird abgetrennt und für sich auf Eisen, Vatiadin und Phosphorsäure
verarbeitet. Die Lösung wird weiter mit Natronlauge und Chlorlauge versetzt, bis
clasgesanite llangaii <il; \langatidioxydgefällt und das Chrom zu Chromat oxydiert
ist. Durch Filtern werden -150 kg Braunstein gewonnen, der nur Spuren von
Phosphorsäure, o, i 0/0 Vanadin und etwa io0/ö Eisen, bezogen auf ,Mangan, enthält.
Beispiel 3 ioo kg gelaugte Vanadinschlacken der gleichen Zusammensetzung wie im
Beispiel 2 werden in der dort beschriebenen Weise aufgeschlossen und die vom Rückstand
abgetrennte Lösung mit so viel Ammoniakwasser versetzt, daß die Phosphorsäure mit
der Hauptmenge des Eisens, Vanadins und dem Chrom gefällt wird, was bei etwa PH
3,5 bis 4 der Fall ist. Man erhält so einen Rückstand, der aus Phosphorsäure, Eisen,
Vanadin und Chrom besteht, und eine Lösung von -Mangan mit nur wenig Eisen. Das
Mangan kann daraus nach einer der bekannten Fällungsmethoden oder durch Elektrolyse
gewonnen werden. Der Rückstand wird mit Wasser angeschlämmt und vorteilhaft in der
Hitze mit Schwefelwasserstoff behandelt. Bei (Mieser Behandlung geht die Phosphorsäure
in Lösung, während Eisen und Vanadin als Sulfide und das Chrom als Hydroxyd im Rückstand
erhalten werden. Das Gemisch der Metallverbindungen ist nach (lern Abrösten für
metallurgische "!.wecke ohne weiteres verwendbar.