CN103627888B - 一种含氯菱锰矿的除氯方法 - Google Patents
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Abstract
一种含氯菱锰矿的除氯方法，该方法的含氯菱锰矿在除氯前已粉碎至粉末状。该方法的步骤如下：（1）在室温条件下，将所述含氯菱锰矿粉末与石灰浆充分混合，以得混合料浆；（2）在步骤（1）所得混合料浆中加入碳酸钠，并在25～40℃条件下充分搅拌；（3）将经过步骤（2）后的混合料浆进行过滤分离，得到沉淀物和滤液；（4）洗涤步骤（3）所得的沉淀物，然后在30～80℃条件下烘干，即得到去除了氯的菱锰矿粉末。与现有技术相比较，本发明不仅同样能够去除含氯菱锰矿中的氯离子，并可以有效防止锰离子的溶出损失；而且还具有原料来源方便、成本低，特别是对环境基本无污染等优点。
Description
技术领域
本发明涉及对含氯的菱锰矿进行除氯处理的方法。
背景技术
在使用电解法生产金属锰的工艺过程中，氯是一种有害的杂质元素，而在一些菱锰矿中却发现含有氯（例如新疆等西北地区的菱锰矿中含有质量比为0.5～1.5％的氯），这些氯在浸矿过程中会以氯离子的形态进入到浸出液中。在电解生产金属锰时，这些氯离子往往会富集在电解极板上，造成极板的腐蚀速度大大加快，严重时甚至会“烧板”，这在影响生产效率的同时也增大了生产成本。另外，在电解过程中还会释放出大量氯气，严重污染环境，危害人体健康。因此，人们往往采取在浸矿之前尽量多地去除菱锰矿中氯离子的方法来减少其危害。目前，工业上已有好几种去除氯离子的方法，申请公布号为CN103276192A、名称为《从菱锰矿矿石中脱除氯化物杂质的方法及其所采用的洗脱液》就是其中之一。在去除氯离子（该方法称脱除氯化物杂质）方面，该方法确实取得了不错效果。然而，由于在该方法中所用洗脱液是由硫酸铵和氨水构成的混合溶液，且其主要组分为氨水（“硫酸铵的质量”仅仅“占所述混合溶液总质量的0.2％～0.6％”），因此，该方法在克服“在电解锰时会放出大量氯气”这一污染环境的不足之时，在“脱除氯化物杂质”的过程中，却又用了同样对环境要造成污染的氨水——即便其“氨水的浓度为0.01～0.05M”，但氨水贮存运输十分不便，在使用过程中释放出的氨气是一种具有强烈的刺激性臭味的气体，危害环境安全。
发明内容
本发明的目的是，提供一种对环境基本无污染的含氯菱锰矿的除氯方法。
实现所述目的之技术方案是这样一种含氯菱锰矿的除氯方法，与现有技术相同的方面是，该方法的含氯菱锰矿在除氯前已粉碎至粉末状。其改进之处是，所述含氯菱锰矿的粉末粒度不大于0.15mm；该方法的步骤如下：
（1）在室温条件下，向装有含氯菱锰矿粉末的反应器中加入石灰浆，并搅拌均匀以得混合料浆；其中，含氯菱锰矿粉末∶石灰浆＝1g∶2mL～4mL；石灰浆的配比为，氧化钙∶水＝40g∶1L；
（2）在步骤（1）所得混合料浆中加入碳酸钠，并在25～40℃条件下充分搅拌；其中，碳酸钠与含氯菱锰矿粉末的质量比为0.03～0.15∶1，搅拌时间不少于60分；
在步骤（1）、（2）两个配比中的含氯菱锰矿粉末，均以氯含量的质量百分数为1.5％作为计算单位；
（3）将经过步骤（2）处理后的混合料浆进行过滤、分离，得到沉淀物和滤液；
（4）洗涤步骤（3）所得的沉淀物，然后在30～80℃条件下烘干，即得到去除了氯的菱锰矿粉末。
从方案中可以看出，本发明用于去除氯的化合物中，没有选用现有技术所选用的氨水（和少量硫酸铵），而是选用了石灰浆（和少量的碳酸钠）。由于石灰浆属无机的弱碱性物质，所以，只要操作得当就不会对环境造成污染；对操作人员来讲，也避免了现有技术处理过程中，氨气刺激呼吸道，危害人体健康的问题。本领域技术人员清楚，含氯菱锰矿中的氯主要以Mn2(OH)3Cl、MnCl2·H2O、Mn2ClPO4的化合物形态存在的，在步骤（1）将含氯菱锰矿粉末与石灰浆充分混合后，这些化合物中的氯就在反应过程中形成可溶性的氯化物进入到溶液中了（即存在于步骤（3）所得的滤液中了）。在步骤（2）中加入碳酸钠，能够让溶液的二价锰以沉淀的形式析出而固定在矿粉中，因此，在步骤（3）所得的滤液中就主要是可溶性的氯化物而锰离子浓度非常低，可忽略不计。另外石灰浆与氨水相比较，不仅价格非常低廉，容易制备，而且原料贮存、运输、使用十分方便。所以，与现有技术相比较，本发明不仅同样能够去除含氯菱锰矿中的氯离子，并可以有效防止锰离子的溶出损失；而且还具有原料来源方便、成本低，对环境基本无污染等优点。
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。
具体实施方式
一种含氯菱锰矿的除氯方法，该方法的含氯菱锰矿在除氯前已粉碎至粉末状。本发明中，所述含氯菱锰矿的粉末粒度不大于0.15mm（约为泰勒标准筛的100目）；该方法的步骤如下：
（1）在室温条件下，向装有含氯菱锰矿粉末的反应器中加入石灰浆，并搅拌均匀以得混合料浆；其中，含氯菱锰矿粉末∶石灰浆＝1g∶2mL～4mL；石灰浆的配比为，氧化钙（CaO）∶水（H2O）＝40g∶1L；
（2）在步骤（1）所得混合料浆中加入碳酸钠（Na2CO3），并在25～40℃条件下充分搅拌；其中，碳酸钠与含氯菱锰矿粉末的质量比为0.03～0.15∶1，搅拌时间不少于60分；
在步骤（1）、（2）两个配比中的含氯菱锰矿粉末，均以氯含量的质量百分数为1.5％作为计算单位（也即，当含氯菱锰矿中氯含量的质量百分数为0.5％时，对应石灰浆的用量和碳酸钠的用量，就均只用配比量的1/3，其余类推）；
（3）将经过步骤（2）处理后的混合料浆进行过滤、分离，得到沉淀物和滤液；
（4）洗涤步骤（3）所得的沉淀物，然后在30～80℃条件下烘干，即得到去除了氯的菱锰矿粉末。
显然，对于在步骤（3）中剩下的滤液，在去除了其中可溶性氯化物后，还可进一步回收利用——用常规方法再将其配制成步骤（1）所用石灰浆即可。
本发明通过了在实验室所做的实验验证，验证步骤与上述具体实施方式的步骤相同。所用含氯菱锰矿粉末是在实验室粉碎、过筛的。粒度最小的粉末用200目泰勒标准筛来过筛，其最大粒径约为0.075mm。
验证前，对验证用的含氯菱锰矿粉末，先采用X射线荧光光谱法测定其氯含量；采用GB/T1506-2002《锰矿石锰含量的测定电位滴定法和硫酸亚铁铵滴定法》中的硫酸亚铁铵滴定法测定其锰含量。验证实验进行到步骤（3）后，再采用GB11896-89《水质氯化物的测定硝酸银滴定法》测定滤液中的氯含量；采用GB/T1506-2002《锰矿石锰含量的测定电位滴定法和硫酸亚铁铵滴定法》中的硫酸亚铁铵滴定法，测定滤液中锰的含量。然后分别计算出氯的去除率和锰的损失率。验证结果见验证表（注：验证表中的“固液比”表示“含氯菱锰矿粉末的质量与石灰浆的体积量之比”，“固固比”表示“碳酸钠与菱锰矿粉末的质量比”）。
验证表：
从上述验证例中可以看出，本发明不仅可以使氯的去除率达到90％以上，而且，在除氯的过程中的锰损失因均小于万分之二而可以忽略不计。从验证例中还可以看出，含氯菱锰矿的粉末粒度越小，氯的去除率越高——本领域技术人员肯定清楚，粒度过小时，氯的去除率的提高就十分有限了。故，制取粉碎时，最小用200目泰勒标准筛过筛，既可得到较高的氯的去除率，也不至于浪费工时。
Claims (1)
1.一种含氯菱锰矿的除氯方法，该方法的含氯菱锰矿在除氯前已粉碎至粉末状，其特征在于，所述含氯菱锰矿的粉末粒度不大于0.15mm；该方法的步骤如下：
（1）在室温条件下，向装有含氯菱锰矿粉末的反应器中加入石灰浆，并搅拌均匀以得混合料浆；其中，含氯菱锰矿粉末∶石灰浆＝1g∶2mL～4mL；石灰浆的配比为，氧化钙∶水＝40g∶1L；
（2）在步骤（1）所得混合料浆中加入碳酸钠，并在25～40℃条件下充分搅拌；其中，碳酸钠与含氯菱锰矿粉末的质量比为0.03～0.15∶1，搅拌时间不少于60分；
在步骤（1）、（2）两个配比中的含氯菱锰矿粉末，均以氯含量的质量百分数为1.5％作为计算单位；
（3）将经过步骤（2）处理后的混合料浆进行过滤、分离，得到沉淀物和滤液；
（4）洗涤步骤（3）所得的沉淀物，然后在30～80℃条件下烘干，即得到去除了氯的菱锰矿粉末。
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