CN101224908A

CN101224908A - 用高温结晶法生产硫酸锰的方法

Info

Publication number: CN101224908A
Application number: CNA2007100342954A
Authority: CN
Inventors: 杜祖德
Original assignee: GUANGXI SHUANGDE MANGANESE INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: GUANGXI SHUANGDE MANGANESE INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2007-01-20
Filing date: 2007-01-20
Publication date: 2008-07-23

Abstract

一种用高温结晶法生产高纯度硫酸锰的方法，它包括将用锰矿石和硫铁矿的矿浆经加热反应、除铁、除重金属、中和、压滤后制得的、含量为160g/L～200g/L的硫酸锰溶液泵入硫酸锰溶液进行结晶提纯；结晶提纯包括结晶、固液分离、溶解和压滤等工艺，且压滤后的硫酸锰溶液还可根据需要重复进行多次结晶提纯。本发明可采用丰富的、含锰量在10－20％的低品位锰矿为原料生产高纯度硫酸锰溶液，用来进一步深加工各种高纯度锰制品，如：电解二氧化锰、高纯碳酸锰、电子级四氧化三锰和一氧化锰、化学二氧化锰、工业级一水硫酸锰、化学级一水硫酸锰、医药级一水硫酸锰、食品级一水硫酸锰，分析纯一水硫酸锰等。

Description

用高温结晶法生产硫酸锰的方法

技术领域

本发明涉及一种生产硫酸锰的方法，特别是一种用高温结晶法生产高纯度硫酸锰的方法，该方法可利用原来废弃的含Mn10-20％的低品位锰矿来生产硫酸锰。

背景技术

硫酸锰是用来加工各种锰制品如：电解二氧化锰、高纯碳酸锰、电子级四氧化三锰、电子级一氧化锰、化学二氧化锰、工业级一水硫酸锰、化学级一水硫酸锰、医药级一水硫酸锰、食品级一水硫酸锰、分析纯一水硫酸锰等的原料。现有硫酸锰溶液的生产方法是：用破碎机将锰矿石破碎到2mm以下的颗粒，再用湿磨机将锰矿磨成-100目的矿浆，再把含S≥32％的硫铁矿，同样用湿磨机磨成-100目的矿浆，与锰矿浆按一定比例配制，再加水、加硫酸，经过加热反应、除铁、除重金属、中和、压滤，制得硫酸锰溶液。

这种传统工艺方法存在如下不足之处：

1、生产受锰矿含量的制约：需用含锰量在34％以上的高品位锰矿才能生产出锰含量达98-99％的产品，如用含锰量在10-20％的低品位锰矿只能生产出锰含量在96％以下的产品；

2、生产成本高、能耗高：每生产1吨硫酸锰需耗煤1.2-1.5吨；

3、锰回收率低：锰回收率最高仅为60-65％。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足，而提供一种可利用原来废弃的含Mn15-20％的低品位锰矿，用高温结晶法生产高纯度硫酸锰的方法。

本发明的技术方案是：用高温结晶法生产高纯度硫酸锰的方法包括：将用锰矿石和硫铁矿的矿浆经加热反应、除铁、除重金属、中和、压滤后制得的、含量为160g/L～200g/L的硫酸锰溶液，按结晶锅总容积的80％泵入硫酸锰溶液进行结晶提纯，结晶提纯包括结晶、固液分离、溶解和压滤等工艺：

开启结晶锅内的搅拌机进行搅拌，结晶锅搅拌速度为30-120转/分；开启热源开关将锅内溶液加热，加热热源可以是饱和蒸、过热蒸汽、油炉、电热管加热、红外线加热和中、高频电磁加热；当放空阀口排出大量蒸汽时，即关闭放空阀并开始计时，升温至100℃～210℃，升温时间控制在30-90分钟内，恒温恒压10-30分钟，停止搅拌机搅拌，关闭热源开关停止加温后，静置10-30分钟，再开启排污阀排污，排污后关闭排污阀进行固液分离；固液分离后将料倒入已准备好的定量纯净水中进行溶解；溶解后采用循环压滤方式进行压滤，压滤至滤液清澈透亮即为精制硫酸锰溶液，泵入精制贮槽存放，可用于生产电解金属锰、电解二氧化锰和高纯碳酸锰等。

在结晶提纯工艺中固液分离的方法是：开启结晶锅内的搅拌机进行搅拌，开启热源开关，升温至100℃～210℃，升压至压力0.2Mpa～2.0Mpa，开启卸料阀将浆料放入压滤锅进行固液分离，压滤锅压力控制在0.2Mpa～1.0Mpa范围内。

在结晶提纯工艺中溶解时，硫酸锰溶液浓度控制在160g/L～200g/L范围内。

在结晶提纯工艺中压滤时，将活性碳加入到硫酸锰溶液中，以硫酸锰溶液循环方式将活性碳加入到板框压滤机的滤布上，使活性碳在滤布上形成一层2-10mm厚的活性碳过滤层，来吸附硫酸锰溶液中的微粒杂质。

压滤后的硫酸锰溶液还可根据需要重复上述过程，进行多次结晶提纯。

在最后一次结晶提纯的过程中，在结晶、固液分离后，溶解时将硫酸锰溶液含量控制在350g/L～420g/L之间，并且用工业硫酸将溶液PH值调至5-6.8之间，泵入静置槽内静置48-72小时后再精滤。

精滤时，将活性碳加入到硫酸锰溶液中，以硫酸锰溶液循环方式将活性碳加入到板框压滤机的滤布上，使活性碳在滤布上形成一层8-15mm厚的活性碳过滤层，来吸附硫酸锰溶液中的微粒杂质；循环压滤至滤液清澈透亮。

本发明由于采用如上技术方案，与现有技术相比，具有如下优点：

1、生产硫酸锰不受锰矿含量的制约：可充分利用原来被废弃的、含锰量在10％以上的低品位氧化锰矿，来生产以硫酸锰为原料的各种锰制品，不但降低了生产成本，还提高了产品质量。

2、能耗低：以一水硫酸锰为例，传统工艺方法一吨产品需5500大卡标煤1.2～1.5吨，而本工艺只需0.5～0.7吨。

3、无环境污染：三废排放可达到国家环保排放标准，车间无粉尘污染。

4、生产成本低：生产成本比传统工艺方法降低30％。

5、锰回收率可达85％以上。

6、硫酸锰纯度高达99.9％，为高纯锰制品深加工产品，提高了一个低成本的原料平台。

本发明是根据硫酸锰溶液的溶解度随液体温度升高而溶解度降低，当液体温度升到200℃时其溶解度只有0.7％，当温度升到205℃时硫酸锰全部析出结晶生成无水硫酸锰这一原理而研究成功的，可采用丰富的、含锰量在10-20％的低品位锰矿为原料生产高纯度硫酸锰溶液，用来进一步深加工各种高纯度锰制品。如：用来生产电解二氧化锰，MnO₂含量达94％以上，生产成本可下降1000元-1500元；用来生产高纯碳酸锰、电子级四氧化三锰、电子级一氧化锰、化学二氧锰。工业级一水硫酸锰、化学级一水硫酸锰、医药级一水硫酸锰、食品级一水硫酸锰，分析纯一水硫酸锰等。

具体实施方式

实施例1：用高温结晶法生产精制硫酸锰溶液

将用锰矿石和硫铁矿的矿浆经加热反应、除铁、除重金属、中和、压滤后制得的、含量为160g/L～200g/L的硫酸锰溶液，按结晶锅总容积的80％泵入硫酸锰溶液进行结晶提纯：

结晶：开启搅拌机搅拌，结晶锅搅拌速度为30-64转/分；开启热源开关将锅内溶液加热，加热热源可以是饱和蒸、过热蒸汽、油炉、电热管加热、红外线加热和中、高频电磁加热；当放空阀口排出大量蒸汽时，即关闭放空阀并开始计时，升温至100℃～150℃，升温时间控制在30-90分钟内完成，恒温恒压10-30分钟，停止搅拌机搅拌，关闭热源开关，停止加温后，静置10-30分钟，再开启排污阀排污。

固液分离：排污后关闭排污阀，再次开启搅拌机搅拌，开启热源开关，升温至100℃～210℃，升压至压力0.2Mpa～2.0Mpa，开启卸料阀将浆料放入压滤锅进行固液分离，压滤锅压力控制在0.3Mpa～1.0Mpa范围内。

溶解：固液分离后，将料倒入已准备好的定量纯净水中溶解，硫酸锰溶液浓度控制在160g/L～200g/L范围内。

压滤：溶解后，将活性碳加入到硫酸锰溶液中，以硫酸锰溶液循环方式将活性碳加入到板框压滤机的滤布上，使活性碳在滤布上形成一层2-10mm厚的活性碳过滤层，来吸附硫酸锰溶液中的微粒杂质；循环压滤至滤液清澈透亮为合格。

压滤后的硫酸锰溶液还可根据需要进行多次结晶提纯。

当经过结晶提纯的硫酸锰溶液纯度达到要求后，在最后一次结晶提纯的过程中，结晶、固液分离后，在溶解时将硫酸锰溶液含量控制在350g/L～420g/L之间，并且用工业硫酸将溶液PH值调至5-6.8之间，泵入静置槽内静置48-72小时后再精滤；精滤时，将活性碳加入到硫酸锰溶液中，以硫酸锰溶液循环方式将活性碳加入到板框压滤机的滤布上，使活性碳在滤布上形成一层8-15mm厚的活性碳过滤层，来吸附硫酸锰溶液中的微粒杂质；循环压滤至滤液清澈透亮，即为精制硫酸锰溶液，泵入精制贮槽存放，可用于生产电解金属锰、电解二氧化锰和高纯碳酸锰等。实施例一：用高温结晶法生产精制硫酸锰溶液

实施例2：用高温结晶法生产精制硫酸锰溶液

结晶时，结晶锅搅拌速度为66-120转/分；关闭放空阀并开始计时时，升温至151℃～210℃，升温时间时间控制在30-90分钟内完成。其余工艺与实施例1相同。

实施例3：用高温结晶法生产一水硫酸锰

将精制硫酸锰溶液泵入结晶锅计量调酸槽，用硫酸将硫酸锰溶液PH值调至大于或等于0.5至小于2的范围后，按结晶锅总容积的80％泵入结晶锅，开启搅拌机搅拌，开启热源开关加热，开启放空阀放空，待放空阀口放出大量蒸汽即可关闭放空阀开始计时，升温至100～151℃，升温时间控制在30-80分钟范围内完成，达到额定温度和压力后恒温恒压10-30分钟，关闭热源开关，停止加热，停止搅拌，静置10-30分钟，然后开启排污阀排污，排污后关闭排污阀，再开启搅拌机搅拌，开启热源开关升温至100～151℃，再开启卸料阀，将浆料放入压滤锅进行固液分离即得产品一水硫酸锰(固液分离的母液可回收)。因高压结晶，产品表面吸附水份较少，产品PH值往往高达7.2-7.4，达不到一水硫酸锰的PH值5-6.5的要求，因而需喷洒稀硫酸调整PH值达到5-6.5的要求：将分析纯硫酸用纯净水配制成含量为200-500g/L的稀硫酸，将硫酸锰产品倒入搅拌槽内搅拌，边搅拌边喷洒稀硫酸，将产品PH值调至5-6.5，然后再进入烘干机烘干即可。

实施例4：用高温结晶法生产一水硫酸锰

将精制硫酸锰溶液泵入结晶锅计量调酸槽后，用硫酸将硫酸锰溶液PH值调至大于3至小于或等于3.5的范围；关闭放空阀开始计时时，升温至152～199℃，时间控制在81-120分钟范围内完成；排污后关闭排污阀，再开启搅拌机搅拌，开启热源开关，升温至152～199℃。其余工艺与实施例3相同。

Claims

1.一种用高温结晶法生产高纯度硫酸锰的方法，它包括将用锰矿石和硫铁矿的矿浆经加热反应、除铁、除重金属、中和、压滤后制得的、含量为160g/L～200g/L的硫酸锰溶液，按结晶锅总容积的80％泵入硫酸锰溶液进行结晶提纯；结晶提纯包括结晶、固液分离、溶解和压滤等工艺：开启结晶锅内的搅拌机进行搅拌，开启热源开关将锅内溶液加热，加热热源可以是饱和蒸、过热蒸汽、油炉、电热管加热、红外线加热和中、高频电磁加热；当放空阀口排出大量蒸汽时，即关闭放空阀并开始计时，升温至100℃～210℃，升温时间控制在30-90分钟内，恒温恒压10-30分钟，停止搅拌机搅拌，关闭热源开关停止加温，开启排污阀排污，排污后关闭排污阀进行固液分离；固液分离后将料倒入已准备好的定量纯净水中进行溶解；溶解后采用循环压滤方式进行压滤，压滤至滤液清澈透亮即为精制硫酸锰溶液；其特征是结晶锅搅拌速度为30-120转/分；关闭热源开关停止加温后，静置10-30分钟，再开启排污阀排污。

2.根据权利要求1所述的用高温结晶法生产高纯度硫酸锰的方法，其特征是在结晶提纯工艺中固液分离的方法是：开启结晶锅内的搅拌机进行搅拌，开启热源开关，升温至100℃～210℃，升压至压力0.2Mpa～2.0Mpa，开启卸料阀将浆料放入压滤锅进行固液分离，压滤锅压力控制在0.2Mpa～1.0Mpa范围内。

3.根据权利要求1所述的用高温结晶法生产高纯度硫酸锰的方法，其特征是：在结晶提纯工艺中溶解时，硫酸锰溶液浓度控制在160g/L～200g/L范围内。

4.根据权利要求1所述的用高温结晶法生产高纯度硫酸锰的方法，其特征是：在结晶提纯工艺中压滤时，将活性碳加入到硫酸锰溶液中，以硫酸锰溶液循环方式将活性碳加入到板框压滤机的滤布上，使活性碳在滤布上形成一层2-10mm厚的活性碳过滤层，来吸附硫酸锰溶液中的微粒杂质。

5.根据权利要求1所述的用高温结晶法生产高纯度硫酸锰的方法，其特征是：在最后一次结晶提纯的过程中，在结晶、固液分离后，溶解时将硫酸锰溶液含量控制在350g/L～420g/L之间，并且用工业硫酸将溶液PH值调至5-6.8之间。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的用高温结晶法生产高纯度硫酸锰的方法，其特征是：压滤后的硫酸锰溶液还可根据需要重复进行多次结晶提纯。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的用高温结晶法生产高纯度硫酸锰的方法，其特征是：精滤时，将活性碳加入到硫酸锰溶液中，以硫酸锰溶液循环方式将活性碳加入到板框压滤机的滤布上，使活性碳在滤布上形成一层8-15mm厚的活性碳过滤层。

8.根据权利要求6所述的用高温结晶法生产高纯度硫酸锰的方法，其特征是：精滤时，将活性碳加入到硫酸锰溶液中，以硫酸锰溶液循环方式将活性碳加入到板框压滤机的滤布上，使活性碳在滤布上形成一层8-15mm厚的活性碳过滤层。