CN102220491A

CN102220491A - 一种用连续加压酸浸法从锰矿、锰尾矿及锰渣中回收锰的方法

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Publication number: CN102220491A
Application number: CN2011101487209A
Authority: CN
Inventors: 郭永锴; 冯桂林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2011-10-19

Abstract

一种用连续加压酸浸法从锰矿、锰尾矿及锰渣中回收锰的方法，其步骤为：（1）备锰原料，所述的锰原料为锰矿、锰尾矿或锰渣；（2）原料粉碎；（3）原料加水,混合均匀为矿浆；（4）在矿浆中加入硫酸调整为含酸矿浆；（5）将含酸矿浆连续加入可以密封的浸出釜，调整进料速度，保证含酸矿浆在浸出釜内的停留时间；（6）将含酸矿浆连续加入浸出釜，调整工作压力，保持压力，调整工作温度，保持温度，搅拌；（7）从浸出釜中排出矿浆；（8）液固分离，得到含锰浸出液。本发明的有益效果为：能直接浸出组成复杂的锰矿、锰尾矿及锰渣中的锰，特别是高价锰。采用本发明的方法使锰的浸出率高，改善作业条件；浸出过程连续进行，使作业效率和劳动生产率大幅提高。本发明具有工艺先进、操作方便，资源利用率高，锰浸出率高，作业时间短，工艺流程短，劳动生产率高，环境友好的特点。

Description

一种用连续加压酸浸法从锰矿、锰尾矿及锰渣中回收锰的方法

技术领域

本发明涉及一种用湿法冶金的方法回收锰的方法。具体是一种用连续加压酸浸法从锰矿、锰尾矿及锰渣中回收锰的方法。

背景技术

电解金属锰和锰盐是国民经济中重要的原料。我国虽有较为丰富的锰矿资源，但以中、小型矿床为主，且矿石品位比较低。我国是世界上最大的锰消费国，锰矿产量远不能满足需要。锰消费的最主要行业－钢铁工业依靠大量进口优质锰矿以满足生产需要。金属锰的湿法冶金生产多用硫酸水溶液浸锰矿，使锰矿中的锰溶入溶液，再将溶液电积。由于硫酸只能与碳酸锰矿等二价锰矿物反应，如用酸浸法处理二氧化锰及其它高价锰矿物都必须经过预处理，将高价锰还原转化为二价锰才能采用硫酸浸溶。因此，采用直接浸出工艺处理锰矿的锰湿法冶金工厂及锰化工厂，一般都以碳酸锰矿或主要是碳酸锰矿的二价锰矿或混合锰矿作为原料。在各种高价锰的预处理工艺中，火法工艺的还原焙烧工艺由于高温状态下二价锰极易重新氧化使转化控制困难、转化效率难以保证，且还存在能耗大、加工费用高等因素，在企业中多已被淘汰；黄铁矿+二氧化锰焙烧工艺虽还原效果较好，但因存在技术问题及低浓度二氧化硫烟气的污染严重等因素尚未见在工业应用的报导。应用较多是两矿直接酸浸出法，即二氧化锰矿中加入一定数量的黄铁矿作为还原剂，在硫酸体系中直接进行浸出。利用硫化铁中低价硫在高酸度条件下的还原性，将氧化锰矿中的高价锰还原为二价锰，同时自身被氧化为硫酸或单质硫。

锰湿法冶金的现行生产工艺，无论是碳酸锰矿酸浸或是两矿法直接酸浸工艺，浸出作业过程均在敞口搅拌槽中进行，受气压条件及酸雾、水分蒸发及蒸气消耗大等限制，作业温度一般只能在85℃以下，锰矿的转化率不高、浸出速率低，锰浸出率一般65%～70%；加之作业过程间断进行，浸出作业周期一般需要6～8小时，生产效率低，作业条件差，劳动强度大。我国的锰矿湿法冶金企业及锰化工产品企业的原料主要是国内的中、低品位混合锰矿，多采用直接酸浸工艺浸取矿石中的碳酸锰，历年生产堆存了大量低品位氧化锰矿的锰选矿尾矿和浸取碳酸锰后的残渣。不仅紧缺的锰资源没有得到很好回收利用，还大量占用土地和造成环境污染。

发明内容

为克服现有技术对高价锰需要还原焙烧，对从低品位氧化锰矿、锰选矿尾矿和浸取碳酸锰后的残渣回收锰效率低、收率低、污染环境的问题，提出一种用连续加压酸浸法从锰矿、锰尾矿及锰渣中回收锰的方法，该方法可直接浸溶矿物组成复杂的锰矿、锰尾矿及锰渣中的锰，且生产效率高，锰的直收率高，且不污染环境。

本发明的技术方案是：一种用连续加压酸浸法从锰矿、锰尾矿及锰渣中回收锰的方法，其步骤为：

（1）备锰原料，所述的锰原料为锰矿、锰尾矿或锰渣中至少一种；

（2）原料粉碎、磨细；

（3）原料加水300%～700%，加入还原剂，混合均匀为矿浆；

（4）调酸，在矿浆中加入硫酸调整为含酸量为20g/L～200g/L的含酸矿浆；

（5）进料，将含酸矿浆连续加入可以密封的浸出釜，调整进料速度，使含酸矿浆在浸出釜内的停留时间为60min～180min；

（6）浸出，将含酸矿浆连续加入浸出釜的同时，向浸出釜中加入气体，将浸出釜的工作压力调整至0.3MPa～1.5Mpa，保持压力，工作温度95℃～150℃，保持温度，搅拌，浸出时间为60min～180min；

（7）出料，从浸出釜中排出矿浆；

（8）液固分离，得到含锰浸出液。

步骤（1）所述的锰原料中Mn_总的含量质量百分比为5%～60%，其中Mn²⁺含量0%～100%，其余为高价锰；所述的高价锰是指在化合物中锰的化合价大于2。

步骤（2）所述的粉碎是将原料粉碎至-100目～+400目。

步骤(2)和（3）所述的原料为锰原料中加入还原剂，还原剂为黄铁矿，还原剂粉碎至-200目，锰原料与还原剂的质量比为100：0～50。

步骤（5）所述的进料是通过加压泵将矿浆向浸出釜输送。

步骤（5）、（6）和（7）所述的加压釜为卧式多室高压浸出釜，或用管道串联多个立式高压浸出釜。

步骤（6）所述的的保持压力是通过向浸出釜中输入压缩空气实现；步骤（6）所述的保持温度是通过向浸出釜中输入蒸汽实现。

步骤（7）所述的搅拌的速度为15～750转/分钟。

本发明是采用连续加压酸浸的方法使锰原料中的锰迅速、充分浸出，本发明采用加压和提高温度的方法强化反应过程，提高浸出过程的反应速率及锰的浸出率，本发明经试验选择了特定的压力和温度，使浸出率和成本达到最佳。为使高价锰能充分浸出，本发明可加入黄铁矿作为还原剂，还原剂的比例是根据原料中高价锰的量而设计。本发明将锰原料及还原剂粉碎，使原料中的锰能充分浸出。为保证加压酸浸工艺的实施，本发明的浸出设备是采用可以密封的浸出釜，整个酸浸过程是在高于大气压力的状态下进行，提高了锰的浸出率，避免了反应气体逸出。本发明是通过控制进料和出料的速度，使原料在浸出釜中运行的同时完成浸出过程，从而实现了连续生产。原料从进料口至出料口的运行时间即为高压酸浸冶金反应过程的时间，本发明的设备主要是卧式多室高压浸出釜，也可用管道串联的多个立式高压浸出釜。为保证浸出过程在高压和高温条件下进行，本发明在浸出过程中需要加入高压蒸汽以满足过程热平衡及保持工作温度；加入压缩空气以控制高压釜工作压力。本发明在浸出过程中需要连续搅拌，使得浸出均匀、充分，经液固分离，得到含锰浸出液，再将浸出液按常规方法制取金属锰或其它锰产品。本发明可以适用于各种锰原料，特别适用于高价锰且品位较低的锰原料。

本发明锰矿、锰尾矿及锰渣中锰浸出的主要反应式为：

15MnO₂ + 2FeS₂ + 14H₂SO₄ ＝ 15MnSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + 14H₂O

MnCO₃ + H₂SO₄ ＝ MnSO₄ + CO₂ + H₂O

发明的有益效果为：能直接浸出组成复杂的锰矿、锰尾矿及锰渣中的锰，特别是高价锰。与现行锰湿法冶金浸出过程比较，原料的适应性大幅提升并能从废弃锰渣中回收资源，有利于提高锰矿资源的利用率；浸出作业在封闭的高压釜内进行，控制釜内压力高于常压，可使物料在更高的反应温度下浸出，强化了反应过程，大幅度提高反应速率和锰的转化浸出率，缩短了浸出时间，高效率的实现氧化锰矿的浸溶和回收，采用本发明的方法使锰的浸出率高，浸渣含锰很低；作业在封闭容器内进行避免了加温浸出过程中大量水分蒸发带来的热量损失，同时避免作业过程中逸出的反应气体及酸雾污染环境的及对操作人员的危害，改善作业条件；浸出过程连续进行，大幅度减少间断槽浸的辅助作业时间，使作业效率和劳动生产率大幅提高；过程强化。本发明工艺先进、操作方便，资源利用率高，锰浸出率高，作业时间短，工艺流程短，劳动生产率高，环境友好的特点。

具体实施方式

用连续加压酸浸法从锰矿、锰尾矿及锰渣中回收锰的方法提供6个实施例，具体参数见表1，具体步骤如下：

（1）备锰原料和还原剂，

（2）将锰原料和还原剂分别粉碎，

（3）配料，各原料的重量比：锰原料∶还原剂为100∶0～50，

（4）将锰原料及还原剂加水，混合均匀为矿浆，

（5）调酸，在矿浆中加入硫酸为含酸量为20g/L～200g/L的含酸矿浆，

（6）进料，是通过加压泵连续将含酸矿浆加入浸出釜，调整进料速度，使矿浆在高压釜内从进料至出料的停留时间为60min～180min，

（7）浸出，向浸出釜中加入气体，将浸出釜的工作压力调整至0.3MPa～1.5Mpa，通过向浸出釜中输入压缩空气，保持浸出釜内设计的压力恒定；工作温度95℃～150℃，向浸出釜中输入蒸汽，保持浸出釜内设计的温度恒定，搅拌，浸出时间即矿浆停留时间为60min～180min，

（8）出料，从浸出釜中排出矿浆，

（9）用常规方法液固分离，得到含锰浸出液，检测浸出液中锰的含量，

（10）用常规方法将浸出液净化和电积得金属锰。

表1

Figure 2011101487209100002DEST_PATH_IMAGE002

Claims

1.一种用连续加压酸浸法从锰矿、锰尾矿及锰渣中回收锰的方法，其步骤为：

（2）原料粉碎；

（3）原料加水300%～700%，混合均匀为矿浆；

（7）出料，从浸出釜中排出矿浆；

（8）液固分离，得到含锰浸出液。

2.根据权利要求1所述的一种用连续加压酸浸法从锰矿、锰尾矿及锰渣中回收锰的方法，其特征是：步骤（1）所述的锰原料中Mn_总的含量质量百分比为5%～60%，其中Mn²⁺含量0%～100%，其余为高价锰；所述的高价锰是指在化合物中锰的化合价大于2。

3.根据权利要求1所述的一种用连续加压酸浸法从锰矿、锰尾矿及锰渣中回收锰的方法，其特征是：步骤（2）所述的粉碎是将原料粉碎至-100目～+400目。

4.根据权利要求1所述的一种用连续加压酸浸法从锰矿、锰尾矿及锰渣中回收锰的方法，其特征是：步骤(2)和（3）所述的原料为锰原料中加入还原剂，还原剂为黄铁矿，还原剂粉碎至-200目，锰原料与还原剂的质量比为100：0～50。

5.根据权利要求1所述的一种用连续加压酸浸法从锰矿、锰尾矿及锰渣中回收锰的方法，其特征是：步骤（5）所述的进料是通过加压泵将矿浆向浸出釜输送。

6.根据权利要求1所述的一种用连续加压酸浸法从锰矿、锰尾矿及锰渣中回收锰的方法，其特征是：步骤（5）、（6）和（7）所述的加压釜为卧式多室高压浸出釜，或用管道串联多个立式高压浸出釜。

7.根据权利要求1所述的一种用连续加压酸浸法从锰矿、锰尾矿及锰渣中回收锰的方法，其特征是：步骤（6）所述的的保持压力是通过向浸出釜中输入压缩空气实现；步骤（6）所述的保持温度是通过向浸出釜中输入蒸汽实现。

8.根据权利要求1所述的一种用连续加压酸浸法从锰矿、锰尾矿及锰渣中回收锰的方法，其特征是：步骤（7）所述的搅拌的速度为15～750转/分钟。