CN104229896B - 一种锰矿的碱浸脱硅方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于矿物加工技术领域。本发明锰矿的碱浸脱硅方法，包括以下步骤：(1)取锰矿石与NaOH溶液混合均匀，获得均匀矿浆；其中，所述NaOH溶液中NaOH物质的量小于锰矿石中SiO2的物质的量；(2)将步骤(1)中制得的均匀矿浆高压条件下，140～220℃进行碱浸脱硅反应3～5h；(3)将步骤(2)反应后的矿浆过滤，收集滤液和滤渣；(4)取步骤(3)的滤渣与NaOH溶液混合均匀，进行碱浸；(5)将经步骤(4)反应后所得矿浆过滤，滤渣即为锰精矿。本发明可实现矿物中各成分的综合有效利用，与传统化学碱浸脱硅方法相比可减少碱耗并制得高附加值产品；与传统物理选矿方法相比因省去各物理选矿环节，无尾矿产生，锰回收率理论值可达100％。
Description
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域，具体地，涉及一种锰矿的碱浸脱硅方法。
背景技术
伴随着我国工业化的不断深入，尤其是钢铁行业的迅猛发展，锰矿的需求也越来越大，而我国锰矿资源严重不足，研究如何提高锰矿资源综合利用具有十分重要的战略意义。
我国的锰矿多为贫矿，分为氧化锰矿和菱锰矿两种类型。嵌布粒度细，具有高硅、高磷、高铁等特点，传统的选矿方法难以同时提升锰回收率及品位。目前主要采用磁选法对锰矿进行选矿，一般品位提高2％左右，随着各种高性能磁选机的研制成功品位及回收率虽然有所提升，但是对于细粒锰矿的选矿效果仍然较差，很大程度上造成了锰矿物的损失。
冶金用锰矿石一般工业指标如下表所示：
专利“一种提高品位混合锰矿中锰品位的选矿方法”(CN102631985A)，将时含有碳酸锰和氧化锰的低品位混合锰矿破碎后，加入煤粉，将矿石与煤的混合物置于工业微波炉在600～650℃下进行微波焙烧10～60min，对焙烧产物进行湿式磨矿，磨矿至粒度小于0.1mm后，调节矿浆浓度，用强磁场磁选机进行磁选，得到磁选精矿，磁选精矿中锰的品位与混合锰矿中锰品位相比，可提高5％～10％，锰的回收率大于80％。专利“低品位锰矿的选矿方法”(CN102251105A)，将原矿磨至粒度≤3mm；将粒度≤3mm的矿料入浸矿池分次先后加入HCl和NaOH进行充分浸泡作用后，将经过药液浸过的矿料通过磁选，分离出锰精矿。优点在于：使低品位锰矿选矿的回收率提高58％-82％，同时使锰矿品位提高8～25个品位，经济效益显著。
现有的锰矿选矿方法都有抛尾环节，降低了锰的回收率，不仅造成了锰矿资源的浪费，还导致原矿中的其有用矿物得不到综合利用，造成资源浪费，本发明省去抛尾环节，使锰的回收率接近100％，同时脉石矿物也得到有效利用。
发明内容
本发明的目的是解决传统选矿技术在处理低品位锰矿时，锰回收率及精矿品位较低等问题，并且利用原矿中脉石制得水玻璃。
1、一种锰矿的碱浸脱硅方法，包括以下步骤：
(1)取锰矿石与NaOH溶液混合均匀，获得均匀矿浆；其中，所述NaOH溶液中NaOH物质的量小于锰矿石中SiO2的物质的量；
(2)将步骤(1)中制得的均匀矿浆高压条件下，140～220℃进行碱浸脱硅反应3～5h；
(3)将步骤(2)反应后的矿浆过滤，收集滤液和滤渣；
(4)取步骤(3)的滤渣与NaOH溶液混合均匀，进行反应；
(5)将经步骤(4)反应后所得矿浆过滤，滤渣即为锰精矿。
本发明的锰矿两段碱浸脱硅方法，处理对象为各种锰矿资源，尤其适用于碳酸锰(即菱锰矿)或氧化锰(即软锰矿)等。
根据本发明所述锰矿的碱浸脱硅方法，步骤(1)所述NaOH溶液的质量分数为3％～15％，锰矿石中SiO2与NaOH溶液中NaOH的物质的量之比为1.5:1～4:1。步骤(4)所述NaOH溶液的质量分数大于等于60％。
根据本发明所述锰矿的碱浸脱硅方法，步骤(2)所述碱浸脱硅优选在密闭高压釜中进行，反应的压强为0.5～2Mpa。反应中可以进行搅拌，搅拌转速优选为300r/min～500r/min。
根据本发明所述锰矿的碱浸脱硅方法，对步骤(3)所获得滤液测定水玻璃模数，用作其他用途。
根据本发明所述锰矿的碱浸脱硅方法，步骤(4)所述碱浸反应的反应温度为140～240℃，反应时间2～4h。步骤(4)所述滤渣与NaOH溶液的用量的质量比为1:2～1:4。
根据本发明所述锰矿的碱浸脱硅方法，优选地，步骤(1)可以将锰矿石细磨至-200目占70％以上。
根据本发明所述锰矿的碱浸脱硅方法，步骤(5)所述滤液调节符合浓度要求后，可以返回步骤(1)循环利用。
本发明的锰矿的碱浸脱硅方法工艺流程图如图1所示。
本发明针对我国锰矿中硅质脉石含量高的特点采用两段碱浸脱硅，其优点是在第一步低浓度高温高压碱浸控制锰矿石中SiO2与NaOH溶液中NaOH的物质的量之比为1.5:1～4:1，既减少碱耗又制得较高模数水玻璃增加企业附加利润；第二步高浓度高温常压碱浸可以有效脱除第一步低浓度碱浸难以脱除的硅质脉石，以提高硅的总浸出率。该发明可实现矿物中各成分的综合有效利用，与传统化学碱浸脱硅方法相比可减少碱耗并制得高附加值产品；与传统物理选矿方法相比因省去各物理选矿环节，无尾矿产生，锰回收率理论值可达100％。
附图说明
图1本发明锰矿的碱浸脱硅方法的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
取自贵州某锰矿区的软锰矿，化学多元素分析如下：
有用矿物主要为软锰矿，石英为主要脉石矿物。
称取一定量破碎至-2mm的矿样，磨细至-200目占75％，然后与NaOH质量分数10％的碱液按液固比2.5:1(物质的量：nSiO2：nNaOH＝1.6:1)混合均匀，加入高压釜在180℃，300r/min条件下反应4h，过滤，收集滤液，滤渣与NaOH质量分数为60％的碱液按碱矿比4:1混合均匀加入电阻炉中在180℃，80r/min条件下反应3h，过滤。
得到的软锰矿精矿Mn品位46％，高压碱浸浸出液中水玻璃模数为2.3，经两段浸出SiO2总脱除率达92％，Mn回收率100％。
实施例2
取自湖南某软锰矿，其主要化学成分如下：
主要金属矿物为软锰矿和赤铁矿，石英为主要脉石矿物，锰含量低。
称取一定量矿样磨细至-200目占80％，然后与NaOH质量分数8％的碱液按液固比2.5:1(物质的量：nSiO2：nNaOH＝2:1)混合均匀，加入高压釜在160℃，350r/min条件下反应4h，过滤，收集滤液，滤渣与NaOH质量分数为60％的碱液按碱矿比4:1混合均匀加入电阻炉中在240℃，80r/min条件下反应3h，过滤。
得到的软锰矿精矿Mn品位33％，高压碱浸浸出液中水玻璃模数为2.1，经两段浸出SiO2总脱除率达95％，Mn回收率100％。
实施例3
取自河北某锰矿区的菱锰矿，化学多元素分析如下：
主要金属矿物为菱锰矿和赤铁矿，脉石矿物为石英和高岭石。
取一定量矿样磨细至-200目占85％，然后与NaOH质量分数3％的碱液按液固比2.5:1(物质的量：nSiO2：nNaOH＝4:1)混合均匀，加入高压釜在220℃，500r/min条件下反应5h，过滤，收集滤液，滤渣与NaOH质量分数为80％的碱液按碱矿比4:1混合均匀加入电阻炉中在200℃，80r/min条件下反应4h，过滤。
得到的菱锰矿精矿Mn品位25％，高压碱浸浸出液中水玻璃模数为2.2，经两段浸出SiO2总脱除率达95％，Mn回收率100％。
实施例4
取自辽宁某锰矿区菱锰矿，化学多元素分析如下：
主要金属矿物为菱锰矿，主要脉石是石英和高岭石。
取一定量矿样磨细至-200目占85％，然后与NaOH质量分数15％的碱液按液固比2:1(物质的量：nSiO2：nNaOH＝1.5:1)混合均匀，加入高压釜在140℃，350r/min条件下反应3h，过滤，收集滤液，滤渣与NaOH质量分数为60％的碱液按碱矿比4:1混合均匀加入电阻炉中在140℃，80r/min条件下反应2h，过滤。
得到的菱锰矿精矿Mn品位24％，高压碱浸浸出液中水玻璃模数为2.2，经两段浸出SiO2总脱除率达96％，Mn回收率100％。
实施例5
取自贵州某锰矿区菱锰矿，化学多元素分析如下：
主要金属矿物为菱锰矿和赤铁矿，主要脉石矿物是石英。
取一定量矿样磨细至-200目占80％，然后与NaOH质量分数9％的碱液按液固比2:1(物质的量：nNaOH：nSiO2＝2:1)混合均匀，加入高压釜在150℃，400r/min条件下反应3h，过滤，收集滤液，滤渣与NaOH质量分数为80％的碱液按碱矿比3:1混合均匀加入电阻炉中在180℃，60r/min条件下反应3h，过滤。
得到的菱锰矿精矿Mn品位26％，高压碱浸浸出液中水玻璃模数为2.3，经两段浸出SiO2总脱除率达93％，Mn回收率100％。
Claims (6)
1.一种锰矿的碱浸脱硅方法，包括以下步骤：
(1)取锰矿石与NaOH溶液混合均匀，获得均匀矿浆；其中，所述NaOH溶液中NaOH物质的量小于锰矿石中SiO2的物质的量；其中，所述NaOH溶液的质量分数为3％～15％；
(2)将步骤(1)中制得的均匀矿浆高压条件下，140～220℃进行碱浸脱硅反应3～5h；
(3)将步骤(2)反应后的矿浆过滤，收集滤液和滤渣；
(4)取步骤(3)的滤渣与NaOH溶液混合均匀，进行碱浸；其中，所述滤渣与NaOH溶液的用量的质量比为1:2～1:4；所述NaOH溶液的质量分数大于等于60％；所述碱浸反应的反应温度为140～240℃，反应时间2～4h；
(5)将经步骤(4)反应后所得矿浆过滤，滤渣即为锰精矿。
2.根据权利要求1所述锰矿的碱浸脱硅方法，其特征在于，步骤(1)所述锰矿石中SiO2与NaOH溶液中NaOH的物质的量之比为1.5:1～4:1。
3.根据权利要求1所述锰矿的碱浸脱硅方法，其特征在于，步骤(2)所述碱浸脱硅反应的压强为0.5～2Mpa。
4.根据权利要求1或3所述锰矿的碱浸脱硅方法，其特征在于，步骤(2)所述碱浸脱硅反应在密闭高压釜中进行。
5.根据权利要求1所述锰矿的碱浸脱硅方法，其特征在于，步骤(1)将锰矿石细磨至-200目占70％以上。
6.根据权利要求1所述锰矿的碱浸脱硅方法，其特征在于，步骤(5)所述滤液调节浓度后返回步骤(1)循环利用。
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Granted publication date: 20160224 Termination date: 20190915 |