氧化锰矿的制液工艺.pdf

本发明公开了一种氧化锰矿的制液工艺，其步骤如下：将氧化锰矿粉、硫铁矿粉、硫酸溶液投入到浸出槽中进行浸取，达到浸取终点后加入中和剂进行中和，中和液过滤后加入硫酸铵、高锰酸钾、福美钠，直至除镍合格为止，然后加入硫化钡或过滤后再往滤液中加入硫化钡，硫化钡用量为100g～2000g/m3硫酸锰溶液，过滤后加入XY-3除杂剂，XY-3除杂剂用量为50g～400g/m3硫酸锰溶液，温度控制在30～80℃，反应时间0.5～3小时，pH值在4.5～6.9，然后过滤得

1、  一种氧化锰矿的制液工艺，用硫酸或硫酸溶液浸取氧化锰矿、硫铁矿的混合物，所得浸取液经中和过滤后再用福美钠、硫化钡净化，其特征在于：所述的氧化锰矿的制液工艺依次包括以下步骤：
1)、将氧化锰矿粉、硫铁矿粉、硫酸溶液或阳极液投入到浸出槽中，过程反应温度控制在50～100℃，时间1.5～6小时，氧化锰矿粉、硫铁矿粉、硫酸的重量比为1∶0.09～0.40∶0.1～0.4，反应终点硫酸含量为＜15g/l，得到含锰25～45g/l的浸取液；
2)、往步骤1)得到的浸取液中加入中和剂进行中和，过程温度控制在50～90℃，反应直至PH值在4.5～6.9后过滤弃滤渣，得粗制硫酸锰溶液；
3)、取步骤2)所得粗制硫酸锰溶液，控制其硫酸铵浓度在70～140g/l，加入高锰酸钾，用量为10～100g/m³硫酸锰溶液，反应完全后，加入福美钠，直至除镍合格为止，然后加入硫化钡或过滤后再往滤液中加入硫化钡，硫化钡用量为100g～2000g/m³硫酸锰溶液，过程温度控制在30～80℃，反应时间为0.5～3小时，PH值在4.5～6.9，然后过滤得粗步净化硫酸锰溶液，或取步骤2)所得粗制硫酸锰溶液，控制其硫酸铵浓度在70～140g/l，加入硫化钡，硫化钡用量为100g～2000g/m³硫酸锰溶液，过程温度控制在30～80℃，反应时间为0.5～3小时，PH值在4.5～6.9，过滤后加入高锰酸钾，用量为10～100g/m³硫酸锰溶液，反应完全后，加入福美钠，直至除镍合格为止，然后过滤得粗步净化硫酸锰溶液；
4)、取步骤3)所得粗步净化硫酸锰溶液，加入XY-3除杂剂，XY-3除杂剂用量为50g～400g/m³粗步净化硫酸锰溶液，过程温度控制在30～80℃，反应时间为0.5～3小时，PH值在4.5～6.9，然后过滤得精制净化硫酸锰溶液。

氧化锰矿的制液工艺
技术领域：
本发明涉及一种锰冶炼的方法，特别是一种氧化锰矿的制液工艺。
背景技术：
电解锰冶炼发展到现在，我国电解锰生产几乎都是采用碳酸锰矿，由于碳酸锰矿日渐贫化价格逐步抬高导致电解锰生产成本逐步加大，给许多企业带来巨大经济压力。我国的低品位氧化锰矿十分丰富，价格相对较低，是替代低品位碳酸锰矿的首选原料。上世纪90年代初一些锰冶炼企业开始采用氧化锰矿无焙烧生产电解二氧化锰取得成功。之后，许多企业相继尝试采用氧化锰矿无焙烧生产电解金属锰，目前锰冶炼行业氧化锰矿的制液工艺是将硫酸或阳极液、氧化锰矿、硫铁矿等还原剂加入浸出槽中，等浸出化合结束后再中和，再将中和液净化合格后送往电解工序，但都失败或者说达不到采用碳酸锰生产电解金属锰的技术水平，其关键问题在于氧化锰矿的制液质量。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种氧化锰矿的制液工艺，按该工艺制得的硫酸锰溶液，只要按现有的电解技术就可实现电解锰的产量、成本、效率至少可达到传统的采用碳酸锰生产电解金属锰的水平。
本发明的工艺步骤为：
1)、将氧化锰矿粉、硫铁矿粉、硫酸溶液或阳极液投入到浸出槽中，过程反应温度控制在50～100℃，时间1.5～6小时，氧化锰矿粉、硫铁矿粉、硫酸的重量比为1∶0.09～0.40∶0.1～0.4，反应终点硫酸含量为＜15g/l，得到含锰25～45g/l的浸取液；
2)、往步骤1)得到的浸取液中加入中和剂进行中和，过程温度控制在50～90℃，反应直至PH值在4.5～6.9后过滤弃滤渣，得粗制硫酸锰溶液；
3)、取步骤2)所得粗制硫酸锰溶液，控制其硫酸铵浓度在70～140g/l，加入高锰酸钾，用量为10～100g/m³硫酸锰溶液，反应完全后，加入福美钠，直至除镍合格为止，然后加入硫化钡或过滤后再往滤液中加入硫化钡，硫化钡用量为100g～2000g/m³硫酸锰溶液，过程温度控制在30～80℃，反应时间为0.5～3小时，PH值在4.5～6.9，然后过滤得粗步净化硫酸锰溶液，或取步骤2)所得粗制硫酸锰溶液，控制其硫酸铵浓度在70～140g/l，加入硫化钡，硫化钡用量为100g～2000g/m³硫酸锰溶液，过程温度控制在30～80℃，反应时间为0.5～3小时，PH值在4.5～6.9，过滤后加入高锰酸钾，用量为10～100g/m³硫酸锰溶液，反应完全后，加入福美钠，直至除镍合格为止，然后过滤得粗步净化硫酸锰溶液；
4)、取步骤3)所得粗步净化硫酸锰溶液，加入XY-3除杂剂，XY-3除杂剂用量为50g～400g/m³粗步净化硫酸锰溶液，过程温度控制在30～80℃，反应时间为0.5～3小时，PH值在4.5～6.9，然后过滤得精制净化硫酸锰溶液以供电解工序使用。
上述四个过程可依次独立进行；
上述四个过程也可以依次连续进行。
按本发明所述的工艺制得的合格精制净化硫酸锰溶液，回收率达＞90.％，按常规电解技术进行电解，产品质量达到国家标准，电解产量＞3kg/单板，电耗≤7500kwh/吨，已实现电解锰的产量、成本、效率超越了传统的采用碳酸锰生产电解金属锰的水平。
如果采用连续浸出、净化的制液作业，即连续投料，连续产出，与传统的间断浸出、净化工艺相比，浸出槽和净化槽的数量减少50％左右，操作人员的数量和工人的劳动强度可为大大减少，而产量成倍增加。
附图说明：
图1为本发明工艺流程示意图。
具体实施例：
实施例1：
氧化锰矿粉、硫铁矿粉、硫酸的重量比为1∶0.213∶0.36
1)、先往浸出槽中打入约三分之一体积的阳极液，同时搅拌，浸出槽有效体积为180m³，阳极液含锰12.6g/l、含硫酸32.68g/l，已预热至80℃左右，然后打入硫酸6.072吨，再投入品位为17％的氧化锰矿粉31吨，同时打入部分阳极液并开始升温，再投入含硫为32％的硫铁矿粉6.613吨，同时打入阳极液至有效体积液位，在91℃反应3个小时，此时溶液含锰38.21g/l，含硫酸3g/l，停止加热，冷却槽液至75～80℃左右。
2)、往上述达到反应终点的溶液中加入10％的氨水进行中和，过程温度控制在80℃，反应直至PH值在6.03过滤弃滤渣，得含锰38.27g/l的粗制硫酸锰溶液，浸出率达92.3％。
3)、将上述粗制硫酸锰溶液打入与浸出槽相同体积的下一级净化槽中，同时开搅拌，补加硫酸铵至130g/l，PH值在6.0，充分溶解后，加入高锰酸钾10kg，反应1个小时后，加入福美钠，直至除镍合格为止，然后过滤，滤液打入下一级净化槽，加入硫化钡120kg，过程温度控制在75～80℃，反应时间为2小时，然后过滤得粗步净化硫酸锰溶液。
4)、将上述粗滤净化硫酸锰溶液打入与浸出槽相同体积的下一级净化槽中，同时开搅拌，加入XY-3除杂剂28kg，过程温度控制在75～80℃，反应时间为2小时，PH值在6.0，然后过滤得含锰37.16g/l的精制净化硫酸锰溶液以供电解工序使用。
本实施例制得的合格精制净化硫酸锰溶液，回收率＞90％，按常规电解技术进行电解，产品质量达到国家标准，电解产量＞3kg/单板，电耗≤7500kwh/吨，已实现电解锰的产量、成本、效率超越了传统的采用碳酸锰生产电解金属锰的水平。其中所用到各种物料均可到市面购买，XY-3除杂剂以广西来宾达沃科技开发公司研制的为最适用。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，区别在于，步骤3)改为：将步骤2)所得粗制硫酸锰溶液打入与浸出槽相同体积的下一级净化槽中，同时开搅拌，补加硫酸铵至130g/l，PH值在6.0，充分溶解后，加入硫化钡120kg，过程温度控制在75～80℃，反应时间为2小时，PH值在6.3，过滤后加入高锰酸钾10kg，1个小时后加入福美钠，直至除镍合格为止，然后过滤得粗步净化硫酸锰溶液。
实施例3：
本实施例与实施例1工艺条件相同，但是一种连续浸出、净化的制液，使用的浸出槽是由五个有效容积为180m³/个浸出槽串联而成，形成三级连续浸出，最后两个净化槽用于中和，合格的中和液经过滤后连续进入第一个净化槽，使用的净化槽是由七个有效容积为180m³/个净化槽串联而成，形成七级连续净化，其中第三个净化槽与第四个净化槽之间设有过滤设施，第五个净化槽与第六个净化槽之间也设有过滤设施，溶液从最后一个槽溜出后经过滤备用、送往电解工序。
氧化锰矿粉含锰17％，硫铁矿粉含硫量为32％，阳极液含锰12.6g/l、含硫酸32.68g/l，浓度为98％的硫酸，使用时加水配制成100g/l的稀硫酸溶液。
工艺步骤：将上述氧化锰矿粉、硫铁矿粉按1∶0.213的干重比混合，开启浸出槽搅拌器，往第一级浸出槽连续打入阳极液，同时升温和连续投入上述的矿粉混合物，各种物料的投入速度满足氧化锰矿粉、硫铁矿粉、硫酸的重量比1∶0.213∶0.36，料液从第一级浸出槽中溢流出来进入第二级浸出槽中，再从第二级浸出槽中溢流出进入第三级浸出槽中，第一、二、三级浸出槽的温度为92℃，从投料到料液从第三级浸出槽溢出历时3小时，从第三级浸出槽中溢流出的料液刚进入作为中和槽的第五个浸出槽时，向第五个浸出槽中连续加入10％的氨水连续进行中和反应，控制PH值为6.0，各级浸出槽不断连续搅拌，第五、六级浸出槽中无需加热，溶液从第六级浸出槽溢出进入到溶液中间槽后再进入压滤机进行过滤，过滤液连续不断的打入到第一级净化槽中；往第一级净化槽中连续补加加硫酸铵，控制其硫酸铵浓度在130g/l，以60g/m³硫酸锰溶液的速度连续加入高锰酸钾，溶液从第一级净化槽中溢流出来进入第二级净化槽时，以约1.5kg/m³硫酸锰溶液的速度连续加入福美钠以除镍合格为准，溶液从第三级净化槽溢出进入到溶液中间槽后再进入压滤机进行过滤，过滤液连续不断的打入到第四级净化槽中，同时往第四级净化槽中以约750g/m³硫酸锰溶液的速度连续加入硫化钡，溶液从第五级净化槽溢出进入到溶液中间槽后再进入压滤机进行过滤，过滤液连续不断的打入到第六级净化槽中，同时往第六级净化槽中以约17.5g/m³硫酸锰溶液的速度连续加XY-3除杂剂，各级净化槽视情况补加10％的氨水，整个净化过程控制PH值为6.0，各级净化槽不断连续搅拌无需加热，溶液从第七级净化槽溢出进入到溶液中间槽后再进入压滤机进行过滤，过滤液连续不断的打入到合格液贮槽中以供电解工序使用。
本实施例制得的合格精制净化硫酸锰溶液质量更好，而且连续投料与产出，与间断的浸出、净化工艺相比，浸出槽和净化槽的数量减少50％左右，操作人员的数量和工人的劳动强度可为大大减少，而产量成倍增加。