CN103014320A - 含硫碳质碳酸锰矿制取硫酸锰的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含硫炭质碳酸锰矿制取硫酸锰的方法，其步骤是：1、碳酸锰矿粉与软锰矿粉按照比例混合均匀焙烧，2、用阳极液或工业硫酸或它们的组合物浸泡步骤a得到的焙烧矿，过滤，滤液为含有硫酸锰的浸出液；3、浸出液中加入氨水，然后滤液中加入硫化剂，过滤，滤液为能够满足锰盐深加工指标要求的硫酸锰溶液，本发明利用外观像煤炭，锰品位低（含锰在10%左右），几乎不可磁选的含硫炭质碳酸锰矿所具有的还原性进行还原焙烧软锰矿，在焙烧过程中无需添加任何还原剂，即可将软锰矿成功还原，同时使整体锰品位提高。根据经济效益评估结果表明两矿还原焙烧比软锰矿-还原煤还原焙烧成本更低，两矿通过还原焙烧以进行综合利用的效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种含硫碳质碳酸锰矿制取硫酸锰的方法，属于冶金领域。
背景技术
含硫炭质黑色页岩碳酸锰矿呈灰黑色，外观像煤炭，锰品位低，锰含量一般在10%左右，几乎不可磁选，其主要代表矿为湖南邵东、娄底、邵阳等地碳酸锰矿，储量超过2000万吨。由于其含锰度数相对较低，加上化合浸出时会有一层油状物质覆盖于液面上，阻碍了CO2的逸出，造成了生产上容易出现冒槽的现象，因此，以湖南邵东等地碳酸锰矿为代表的含硫炭质黑色页岩碳酸锰矿难以开发利用，成为了锰业界中的“鸡肋”。
发明内容
本发明的目的是提供一种含硫碳质碳酸锰矿制取硫酸锰的方法，以解决以上存在的问题。
鉴于该类型碳酸锰矿的化学成分及在利用该矿浸出时出现的各种问题（品位低、不可磁选、化合时出现大量油性有机物质导致易冒槽等），本发明将低品位含硫碳质碳酸锰矿与软锰矿加以综合利用以达到去除掉碳酸锰矿中大量的有机物质，同时利用其中的还原成分将软锰矿进行还原，提高了焙烧料的Mn2+含量，产生积极的经济效益。
本发明的技术方案是：
含硫碳质碳酸锰矿制取硫酸锰的方法，包括以下步骤：
a．碳酸锰矿粉与软锰矿粉按照重量比为1:0.8～1.8的比例混合均匀，在750～1000℃下焙烧30～120min，得到焙烧矿；
b．用阳极液或工业硫酸或它们的组合物浸泡步骤a得到的焙烧矿，酸的加入量为焙烧矿重量理论用酸量的90～110%，浸泡温度为25～90℃，时间为20～120min，过滤，滤液为含有硫酸锰的浸出液；
c. 浸出液中加入氨水，调节溶液的pH为3～6，过滤，然后滤液中加入硫化剂，过滤，滤液为能够满足锰盐深加工指标要求的硫酸锰溶液。
上述的碳酸锰矿粉，为含硫炭质黑色页岩碳酸锰矿呈灰黑色，外观像煤炭，锰品位低，锰含量一般在10%左右的碳酸锰矿粉，粒度为80～120目。
上述的阳极液，为电解硫酸锰溶液制取二氧化锰生成的含有硫酸的溶液，硫酸含量为25g～35g/L。
上述的硫化剂为硫化钠、福美钠、硫化钡、硫化亚铁或硫化铵中的一种或他们的组合物，硫化剂的加入量为为碳酸锰矿与软锰矿重量之和的0.1～3%。
本发明的优点：
碳酸锰矿还原焙烧软锰矿制取硫酸锰溶液的方法，是利用外观像煤炭，锰品位低（含锰在10%左右），几乎不可磁选的含硫炭质碳酸锰矿所具有的还原性进行还原焙烧软锰矿。含硫炭质黑色页岩碳酸锰矿不但可以还原高度的氧化锰矿，同样也可以应用于还原各种低品位氧化锰矿，而且还原效果比较理想。在焙烧过程中无需添加任何还原剂（如无烟煤等），两种矿按一定比例混合焙烧即可将软锰矿成功还原，同时使整体锰品位提高。所得的还原料在常温条件下浸取硫酸锰溶液具有浸出时间短，余酸低，杂质少等优点，成功解决了单独利用该碳酸矿浸出制取硫酸锰溶液中存在的容易冒槽，杂质高，渣量大，金属回收率低等缺点。对解决低度氧化锰矿的还原工艺难点问题和综合开发利用例如湖南一带的低品位碳酸锰矿，根据经济效益评估结果表明两矿还原焙烧比软锰矿-还原煤还原焙烧成本更低，两矿通过还原焙烧以进行综合利用的效果显著。
具体实施方式
实施例1（以下实施例所述的百分比都是重量%）
240g100目的含硫碳质碳酸锰矿粉（Mn 10.7%，Mn2+ 10.01%，Mn4+ 0.11%）和360g100目的软锰矿粉（Mn 22.83%，Mn2+ 0.54%，Mn4+ 21.01%）混合均匀，装入陶瓷坩埚，放入马弗炉中进行焙烧，焙烧温度为1000℃，时间为30min，取出，冷却，放入烧饼中，加入3500ml阳极液（硫酸含量为33.82g/L），补加130g硫酸，使实际耗酸量为理论值的110%，常温（约25℃）搅拌下酸浸120min，过滤，滤液加入氨水调pH为3，过滤除铁，滤液中加入2g福美钠,4g硫化钠，搅拌均匀，过滤，滤液为纯净的硫酸锰液。
实施例2
200g80目含硫碳质碳酸锰矿粉（Mn 10.7%，Mn2+ 10.01%，Mn4+ 0.11%）和360g120目软锰矿粉（Mn 22.83%，Mn2+ 0.54%，Mn4+ 21.01%）混合均匀，装入陶瓷坩埚，放入马弗炉中进行焙烧，焙烧温度为750℃，时间为120min，取出，冷却，放入烧饼中，加入3500ml阳极液（硫酸含量为33.82g/L），补加76g硫酸，使实际耗酸量为理论值的90%，升温至50℃，搅拌下酸浸100min，过滤，滤液加入氨水调pH为4.5，过滤除铁，滤液中加入2g硫化铵,4g硫化亚铁，搅拌均匀，过滤，滤液为纯净的硫酸锰液。
实施例3
200g100目的含硫碳质碳酸锰矿粉（Mn 10.7%，Mn2+ 10.01%，Mn4+ 0.11%）和200g100目的软锰矿粉（Mn 22.83%，Mn2+ 0.54%，Mn4+ 21.01%）混合均匀，装入陶瓷坩埚，放入马弗炉中进行焙烧，焙烧温度为850℃，时间为90min，取出，冷却，放入烧饼中，加入2500ml阳极液（硫酸含量为33.82g/L），补加52g硫酸使实际耗酸量为理论值的100%，常温搅拌下酸浸120min，过滤，滤液加入氨水调pH为6，过滤除铁，滤液中加入3g福美钠，搅拌均匀，过滤，滤液为纯净的硫酸锰液。
表1：焙烧测试结果
表2：浸出实验结果
表3：加入硫化剂除杂结果
通过上表的实验数据可知焙烧矿样（Mn2+）浸出率都能达到98%以上，回收率也都在76%以上，完全达到生产上浸出指标的要求。说明本发明工艺所获得的焙烧矿样进行浸出制备硫酸锰溶液工艺可行，具有可操作性。由硫化剂除重金属后液的分析结果可以看出，各杂质成分的含量均满足硫酸锰的生产要求，说明将焙烧矿样进行浸出，完全能够制备出合格的硫酸锰溶液以进行锰盐的深加工。因此本发明是一种开发利用含硫碳质碳酸锰矿的好方法。
Claims (4)
1.一种含硫炭质碳酸锰矿制取硫酸锰的方法，其特征在于：包括以下步骤：
a．碳酸锰矿粉与粒度为80～120目的软锰矿粉按照重量比为1:0.8～1.8的比例混合均匀，在750～1000℃下焙烧30～120min，得到焙烧矿；
b．用阳极液或工业硫酸或它们的组合物浸泡步骤a得到的焙烧矿，酸的加入量为焙烧矿重量理论用酸量的90～110%，浸泡温度为25～90℃，时间为20～120min，过滤，滤液为含有硫酸锰的浸出液；
c.浸出液中加入氨水，调节溶液的pH为3～6，过滤，然后滤液中加入硫化剂，过滤，滤液为能够满足锰盐深加工指标要求的硫酸锰溶液。
2.根据权利要求1所述的含硫炭质碳酸锰矿制取硫酸锰的方法，其特征在于：所述的碳酸锰矿粉，为含硫炭质黑色页岩碳酸锰矿呈灰黑色，外观像煤炭，锰品位低，锰含量一般在10%左右的碳酸锰矿粉，粒度为80～120目。
3.根据权利要求1所述的含硫炭质碳酸锰矿制取硫酸锰的方法，其特征在于：所述的阳极液，为电解硫酸锰溶液制取二氧化锰生成的含有硫酸的溶液，硫酸含量为25g～35g/L。
4.根据权利要求1所述的含硫炭质碳酸锰矿制取硫酸锰的方法，其特征在于：所述的硫化剂为硫化钠、福美钠、硫化钡、硫化亚铁或硫化铵中的一种或他们的组合物，硫化剂的加入量为碳酸锰矿与软锰矿重量之和的0.1～3%。
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