CN103757443A - 软锰矿的浸出方法 - Google Patents

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Abstract

本发明介绍的软锰矿的浸出方法是将≤180目软锰矿粉和≤1.5mm木屑加入耐压、耐硫酸和硝酸腐蚀的反应釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密闭条件下进行搅拌浸出，浸出一段时间后，放出反应废气，再在密闭条件下通入工业纯氧对浸出夜进行氧化。

Description

软锰矿的浸出方法
技术领域
 本发明涉及软锰矿的一种浸出方法。
背景技术
软锰矿是生产金属锰、硫酸锰、二氧化锰、硝酸锰等材料的重要原料。湿法工艺是生产上述材料的主要工艺，该工艺中浸出工序是必不可少的工序。在生产金属锰、硫酸锰、二氧化锰的湿法工艺中，基本上采用硫酸浸出体系。由于软锰矿中的 MnO2不溶于硫酸，需要通过还原焙烧将MnO2转化为MnO才能用硫酸浸出，但焙烧的转化率只有85%左右，致使硫酸浸出还原焙烧的软锰矿时，目标金属锰的浸出率不高，造成资源浪费。虽然在浸出体系中加入FeS2等还原剂可用硫酸直接浸出软锰矿，但浸出速度慢，浸出温度高，浸出率较低。开发浸出率高、浸出速度快软锰矿的直接浸出方法具有较大实用价值。
发明内容
针对目前软锰矿浸出的问题，本发明的目的是寻找一种浸出率高、浸出速度快、能耗低的软锰矿直接浸出方法，其特征在于将≤180目软锰矿粉和≤1.5mm木屑加入耐压、耐硫酸和硝酸腐蚀的反应釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密闭条件下进行搅拌浸出。浸出一段时间后，放出反应废气，再在密闭条件下通入工业纯氧对浸出夜进行氧化。氧化结束后，放出反应釜内的浆料进行固液分离，得到所需浸出溶液。用于浸出的混合溶液中硫酸的初始浓度为1mol/L～4mol/L，硝酸的初始浓度为2g/L～10g/L。硫酸的加入量为将软锰矿中全部锰浸出的理论量的103%～110%。木屑的加入量以干基计为软锰矿中MnO2质量的100%～130%。整个浸出过程的温度为40℃～70℃，搅拌速度为50 r/min～130 r/min。浸出时间为1h～2h。通入O2的氧化时间为0.5h～1h，相对压力为0.1MPa～0.2MPa。
   本发明的目的是这样实现的：在密闭并有木屑和硝酸存在的条件下，硫酸浸出软锰矿主要发生如下化学反应：
      nC6H10O5 + nH2SO4 =n(C5H11O5)HSO4
      n(C5H11O5)HSO4 + nH2O = nC6H12O6 + nH2SO4
      C6H12O6 + 8HNO3 = 8NO + 6CO2 + 10H2O
      nC6H10O5 + 8nHNO3 = 8nNO + 6nCO2 + 9nH2O
      3MnO2 + 2NO + 3H2SO4 = 3MnSO4 + 2HNO3 + 2H2O
      3Fe2O3 + 2NO + 6H2SO4 = 6FeSO4 + 2HNO3 + 5H2O
总反应为：
   12nMnO2 + nC6H10O5 + 12nH2SO4 = 12nMnSO4 + 6nCO2 + 17nH2O
   12nFe2O3 + nC6H10O5 + 24nH2SO4 = 24nFeSO4 + 6nCO2 + 29nH2O
木屑中的其它有机物也与硝酸反应生成NO、CO2和H2O，生成的NO与MnO2(或Fe2O3)和H2SO4按前述反应生成MnSO4(或FeSO4)、HNO3和H2O。
在氧化阶段，主要发生Fe2+的氧化反应：
   4FeSO4 + O2 + 2H2SO4 = 2Fe2(SO4)3 + 2H2O
   Fe2(SO4)3 + 3H2O = Fe2O3 + 3H2SO4
 由于硝酸与木屑的反应速度很快，产生的NO与MnO2的反应也较快，由此加快整个浸出过程，并实现MnO2较完全浸出。只要控制好硫酸的加入量，就可以减少Fe进入浸出液的量。然而，硫酸加入量太少，将影响浸出速度和Mn的浸出率，所以为了保证Mn的浸出率，Fe浸出是不可避免的。通过O2氧化将Fe2+氧化成Fe3+,进而发生水解反应，除去部分Fe。未除尽的Fe在后续除Fe过程中不需要进一步氧化。
本发明的突出优点是：经过上述一系列反应，最终使软锰矿中的Mn基本上完全浸出，提高了Mn的浸出率，减少资源浪费，也不给后续溶液净化带来困难；整个浸出过程是放热反应，反应温度不高，能源消耗低；由于硝酸很容易与木屑反应，产生的NO又很容易与MnO2反应，所以浸出过程速度快。由于在浸出过程中已将Fe2+氧化从Fe3+，可以简化浸出液的后续净化过程。过程在密闭条件下进行，避免了NO逸出产生的环境污染。
具体实施方法
   实施例1：将1000g软锰矿粉(含锰55.5%、Fe2O36.7%、粒径180目)和木屑（1.5mm）880g加入容积为10L的衬钛压力反应釜中，加入浓度为1mol/L的硫酸溶液6600ml，混合溶液的初始硝酸浓度为2g/L,于40℃～50℃下密闭搅拌（搅拌速度70r/min）浸出2h。然后通入O2（相对压力为0.1MPa）氧化0.5h。根据洗净后的浸出渣的化验分析结果，锰的浸出率为97.9%。
    实施例2：将10kg软锰矿粉(含锰55.5%、Fe2O36.7%、粒径180目) 和木屑（1.5mm）10.5kg加入容积为50L的衬钛压力反应釜中，加入浓度为3mol/L的硫酸溶液23L，混合溶液的初始硝酸浓度为8g/L,于60℃～70℃下密闭搅拌（搅拌速度60r/min）浸出1h。然后通入O2（相对压力为0.15MPa）氧化1h。根据洗净后的浸出渣的化验分析结果，锰的浸出率为99.3%。

Claims (1)

1.一种软锰矿的浸出方法，其特征是将≤180目软锰矿粉和≤1.5mm木屑加入耐压、耐硫酸和硝酸腐蚀的反应釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密闭条件下进行搅拌浸出，浸出一段时间后，放出反应废气，再在密闭条件下通入工业纯氧对浸出夜进行氧化，氧化结束后，放出反应釜内的浆料进行固液分离，得到所需浸出溶液，用于浸出的混合溶液中硫酸的初始浓度为1mol/L～4mol/L，硝酸的初始浓度为2g/L～10g/L，硫酸的加入量为将软锰矿中全部锰浸出的理论量的103%～110%，木屑的加入量以干基计为软锰矿中MnO2质量的100%～130%，整个浸出过程的温度为40℃～70℃，搅拌速度为50 r/min～130 r/min，浸出时间为1h～2h，通入O2的氧化时间为0.5h～1h，相对压力为0.1MPa～0.2MPa。
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