CN105084421A - 中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法 - Google Patents

Abstract

一种中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法，具体工艺包括几个部分：（1）N、P复合肥基料的制取；（2）正磷酸铁粉的回收；（3）钴镍铜精矿的回收；（4）氢氧化铝产品的制取；（5）石膏粉的回收；（6）高纯碳酸锰粉的制备；（7）磷酸铵镁缓释复合肥的制备。本发明采取对中低品位软锰矿不经富集还原焙烧直接综合利用的方式不仅制备得到高纯碳酸锰还得到正磷酸铁粉、钴、镍、铜重金属硫化精矿等产品，对中低品位软锰矿进行了充分的利用，实现了无废水废渣排放的效果，而且采用中低品位软锰矿作为原料，可以充分利用贫锰矿资源，缓解了高品位软锰矿资源日益紧缺的问题。

Description

中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法

技术领域

本发明涉及一种制备高纯碳酸锰的方法，具体涉及一种直接对中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法。

背景技术

高纯碳酸锰主要用于制造通讯器材中的导磁材料一高性能Mn-Zn铁氧体，作为锰源物质的碳酸锰中所含钾、钠等碱金属，钙、镁等碱土金属及硫酸盐，对磁化特性有显著的影响。目前国内生产高纯碳酸锰普遍以金属锰或合成二氧化锰为原料，在硝酸溶液体系中溶解制得硝酸锰溶液，然后用可溶性碳酸盐作沉淀剂制取，其缺点是原料金属锰、合成二氧化锰及硝酸价钱昂贵，生产成本高。为了降低生产成本，以矿石为原料，在硫酸溶液体系中浸出是一条有效的途径。

如日本公开特许平4-108614提出，以软锰矿为原料，经还原焙烧，硫酸溶液体系浸出，可溶性碳酸盐作沉淀剂，制得碳酸锰，其化学成分(%)：Mn44.0—44.2，Ca0.042—0.140，Mg0.011—0.044，SO₄ ^2-0.59～1.51，Na0.036～0.086，K0.011—0.019。又如西德专利DE3408030A1提出，以软锰矿为原料，经还原焙烧，硫酸溶液体系浸出，碳酸铵溶液作沉淀剂，制得碳酸锰，杂质含量为(%)：SO₄ ^2-0.7，Ca0.26，NH₄ ⁺0.10。这些专利都试图建立低成本生产高纯碳酸锰的方法，但产品中杂质SO₄ ^2-、Ca、Mg、K、Na含量偏高。软锰矿是众多锰化工产品生产的基础原料，而我国软锰矿资源是富少贫多，且高品位软锰矿资源日益紧缺，所以中低品位软锰矿的利用成为必然的选择。而这类品位较低软锰矿杂质含量高，一般必须经选矿富集还原焙烧后方能使用，但随之将产生大量的废物废渣，许多有价元素被抛弃和损失掉，生产得到的碳酸锰杂质含量往往也比较多。

发明内容

本发明的目的是提供一种直接对中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法，该方法采取对中低品位软锰矿不经富集还原焙烧直接综合利用的方式制备高纯碳酸锰、正磷酸铁粉、钴、镍、铜贵重金属硫化精矿、氢氧化铝矿粉、磷酸铵镁（MAP）缓释复合肥、N、P多元素复合肥基料以及工业级石膏粉，实现了无废水废渣排放的效果。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术案实现的：

一种中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法，其特征在于，具体工艺包括以下工艺步骤：（1）N、P复合肥基料的制取；（2）正磷酸铁粉的回收；（3）钴镍铜精矿的回收；（4）氢氧化铝产品的制取；（5）石膏粉的回收；（6）高纯碳酸锰粉的制备；（7）磷酸铵镁缓释复合肥的制备。

所述的N、P复合肥基料的制取，是在中低品位软锰矿中加入废铁粉和磷矿粉，并按液固质量比为5-7:1的比例加入水，充分涮洗和磨碎，然后加入重量含量90%以上的浓硫酸，当料浆温度达到75-85℃时停止注酸，温度降至70℃摄氏度时重新缓慢注入硫酸，继续浸出3.5-4.5h，检测Fe²⁺含量，还有Fe²⁺则向槽中加注双氧水，直到检测不出Fe²⁺为止，压滤，得到滤渣和滤液，在滤渣中按液固比1.7-2.5:1的比例加水以及与水等质量的、重量含量90%以上的浓硫酸，搅拌，加入磷矿粉反应，磷矿粉加入量为m=0.62M/d，式中M为H₂SO₄的量，d为P₂O₅的含量，反应12-20min后流入皮带化成反应室，继续反应30-40min后送入熟化反应池进行熟化反应7-15d，即得到N、P复合肥基料。

所述的正磷酸铁粉的回收是将2mol/L的碳酸氢铵溶液加入到上述压滤后得到的滤液中，使整个滤液的pH控制在1.5-1.9之间，当停止注入碳酸氢铵溶液后pH值无变化时，，将料浆打入隔膜压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼,滤饼经洗涤烘干即得正磷酸铁粉。

所述的钴镍铜精矿的回收是将上述正磷酸铁粉的回收中固液分离后得到的滤液进行取样分析，检测溶液中贵重金属元素含量即[Co²⁺]、[Ni²⁺]、[Cu²⁺]、[Pb²⁺]、[Zn²⁺]、[Cd²⁺]、[Cr³⁺]和[Hg²⁺]的摩尔浓度；在滤液中加入碳酸氢铵溶液至滤液的pH值为5.60，同时用福美钠S.D.D作沉淀剂沉淀贵重金属Me，搅拌反应55-70min停止，然后打入隔膜压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼，滤饼按液固质量比3-5:1的比例加入清水，搅拌，加入烧碱片，至料浆的pH值达到12，反应30-40分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼，滤饼经洗涤烘干后即得钴镍铜精矿。

所述的氢氧化铝产品的制取是在上述钴镍铜精矿的回收第二次固液分离后得到的滤液中加入硫酸铝直至滤液的pH值降至6.5，反应30-50分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼洗涤烘干后即得氢氧化铝产品。

所述的石膏粉的回收是在上述钴镍铜精矿的回收第一次固液分离后得到的滤液进行取样检测[Mn²⁺]和[Ca²⁺]的摩尔浓度，在滤液中加入2mol/L的碳酸氢铵溶液，碳酸氢铵溶液中碳酸氢铵的摩尔量是滤液中Mn²⁺和Ca²⁺总摩尔量的两倍，保持溶液pH值为7.1-7.3，搅拌30-50分钟后打入隔膜压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼按固液比1:4-5的比例加入清水，并加入重量含量90%以上的硫酸，加入的硫酸的摩尔量与原滤液中检测出的Mn²⁺和Ca²⁺总摩尔量一致，控制pH值在4.0-6.0，搅拌55-65分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼，滤饼经洗涤烘干后即得工业石膏粉。

所述的高纯碳酸锰粉的制备是将石膏粉的回收第二次固液分离得出的滤液，进行取样检测Mn²⁺的摩尔浓度，根据检测结果用2mol/L的碳酸氢铵溶液作沉淀剂沉淀Mn²⁺，控制pH值为7；搅拌30-40分钟后用压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼经洗涤烘干后即得高纯度碳酸锰矿粉。

所述的磷酸铵镁缓释复合肥的制备是将将石膏粉的回收第一次固液分离得出的滤液，取样检测[Mg²⁺]的摩尔浓度，用氨水调节滤液pH值为10，并根据检测结果按公式m（NH₄）₂HPO₄=0.83*V*[Mg²⁺]计算得到要加入的磷酸氢二铵的摩尔量；加入磷酸氢二铵进行反应55-65分钟后打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水水槽，滤饼洗涤烘干后即得磷酸铵镁缓释复合肥。

上述的中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法中，所述的N、P复合肥基料的制取步骤②中，计算确定软锰矿石、废铁粉、磷矿粉的下料配比的具体计算过程如下：

假设软锰矿石用量为A，废铁粉为B，磷矿粉为C；软锰矿石中二氧化锰含量为a，铁含量为b₁；废铁粉中铁含量为b₂；磷矿粉中磷含量为d，铁含量为b₃，则按下列化学反应方程式进行计算：

2Fe+3MnO₂+6H₂SO₄=3MnSO₄+Fe₂(SO₄)₃+6H₂O

2*563*87

A*b₁+B*b₂+C*b₃A*a

得：B=（0.43A*a-A*b₁-C*b₃）/b₂

Fe³⁺+PO₄ ^3-→FePO₄

5695

(A*b₁+B*b₂+C*b₃)C*d

得：C=95（A*b₁+B*b₂）/(56d-95b₃)

则B=(0.43A*a-A*b₁-C*b₃)/b₂

C=95(A*b₁+B*b₂)/(56d-95b₃)

所以知道了要处理软锰矿的量A，锰矿中二氧化锰的含量a，锰矿中铁含量b₁，废铁粉铁含量b₂，磷矿粉磷含量d，磷矿粉铁含量b₃，将以上数值代入方程式计算出要加入废铁粉的量B和磷矿粉的量C。

上述的中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法，所述的钴镍铜精矿的回收中，加入福美钠的量，按下式进行计算：

m_(S.D.D)=2V*([Co²⁺]+[Ni²⁺]+[Pb²⁺]+[Cu²⁺]+[Zn²⁺]+[Cd²⁺]+[Hg²⁺])+3V*[Cr³⁺],式中m_(S.D.D)是福美钠的量，单位是摩尔，重金属浓度单位是mol/L，V是溶液的体积，单位是L，福美钠的摩尔质量为143g/mol。

对于本发明电解金属锰生产中浸出渣的综合回收利用方法，更具体的工艺步骤如下：

一种中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法，具体工艺包括几个部分：（1）N、P复合肥基料的制取；（2）正磷酸铁粉的回收；（3）钴镍铜精矿的回收；（4）氢氧化铝产品的制取；（5）石膏粉的回收；（6）高纯碳酸锰粉的制备；（7）磷酸铵镁缓释复合肥的制备。

所述的N、P复合肥基料的制取，具体步骤如下：

①检测要处理的软锰矿石，矿石的各主要元素含量包括：全锰、二氧化锰、铁、铝、镁、钴、镍、铜、铅、锌、镉、铬、汞、砷和磷；检测所要用的废铁粉主要元素含量，包括：铁、锰、铝、镁、铜、镍、锌、铬、钴、铅和镉；检测所要用的磷矿粉主要元素含量，包括磷、铁、铝、镁、锰、钴、镍、铜、锌、铅、镉、铬、砷和汞；

②根据以上检测数据计算确定软锰矿石、废铁粉、磷矿粉的下料配比，并确定加水量按液固质量比为5-7:1的比例进行加注；

③把软锰矿石经破碎机破碎，用打砂机打细成1-4mm矿砂放入计量喂料斗，同时也把磷矿粉、废铁粉各自放入计量喂料斗，开动螺旋分级机和湿式球磨机，按步骤②计算出的量加注锰矿砂、废铁粉、磷矿粉和水，开始分级磨矿配浆；

④从分级机出来的矿浆打入浸出搅拌槽，同时开动搅拌机以55-65r/min转速进行搅拌，观察矿浆在浸出槽中的液位高度，当液位达到槽高2/3时停止注浆，一边搅拌边缓缓地注入浓硫酸，同时测量槽中矿浆的温度，当温度升至75-85℃时，停止加注浓硫酸，继续测量槽中矿浆温度，当温度降至70℃时，又缓慢地加注浓硫酸，如此循环操作搅拌浸出3.5-4.5h，从槽中取样浆液检测Fe²⁺的含量,如果浆液中还有Fe²⁺存在，则加注少量双氧水继续搅拌浸出，直到检测不出Fe²⁺,如果矿浆中已检测不出Fe²⁺，则用压滤泵把矿浆打入隔膜压滤机进行固液分离,滤液注入中和搅拌槽，滤饼送入滤饼粉碎机；

⑤从压滤机出来的滤饼送入滤饼粉碎机进行粉碎，粉碎后送入配浆搅拌桶，同时加注循环水开动搅拌机进行搅拌，配浆浓度为液固比1.7-2.5:1，均匀后边搅拌边缓慢加注与循环水等质量的浓硫酸，搅拌均匀后注入磷矿粉混合反应器，一边注入料浆一边加入磷矿粉，磷矿粉加入量为m，m=0.62M/d，式中M为H₂SO₄的量，d为P₂O₅的含量，使其在混合反应器混合反应12-20min后流入皮带化成反应室，继续反应30-40min后送入熟化反应池进行熟化反应7-15d，即得到N、P多元素复合肥基料。

所述的正磷酸铁粉的回收，具体步骤如下：

配制浓度为2mol/L的碳酸氢铵溶液以备用，把上述N、P复合肥基料的制取，步骤④中，压滤机出来的滤液注入中和搅拌槽，当液位到达槽高度的2/3时停止注入，开动搅拌机以55-65r/min转速进行搅拌，边搅拌边注入上述已配制好的碳酸氢铵溶液，边注入边测量槽中溶液的pH值，当pH值升至1.9时停止注入碳酸氢铵溶液，继续测量pH值，pH值降至1.5时，重新缓慢注入碳酸氢铵溶液，如此循环操作，保持pH值在1.5-1.9之间,当停止注入碳酸氢铵溶液后pH值无变化时，将料浆打入隔膜压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽,滤饼经洗涤烘干即得正磷酸铁粉。

所述的钴镍铜精矿的回收，具体步骤如下：

Ⅰ、将上述的正磷酸铁粉的回收步骤中压滤机出来的滤液取样检测贵重金属元素在溶液中的摩尔浓度，即[Co²⁺]、[Ni²⁺]、[Cu²⁺]、[Pb²⁺]、[Zn²⁺]、[Cd²⁺]、[Cr³⁺]和[Hg²⁺]，计算确定将要加入福美钠的量；

Ⅱ、然后把滤液注入中和搅拌槽，当液位达到槽高度的2/3时停止注入，开动搅拌机以55-65r/min转速进行搅拌，边搅拌边加注2mol/L的碳酸氢铵溶液，同时测量槽中液体的pH值，当pH值达到5.60时停止加注，同时加入步骤Ⅰ中计算出来的福美钠的量，继续搅拌55-70min停止，把槽中料浆打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼送入另一组配浆搅拌桶；

Ⅲ、将滤饼送入另一组配浆搅拌桶后，按液固质量比3-5:1的比例加入清水，同时进行搅拌，均匀后注入另一组浸出搅拌槽，开动搅拌机以60r/min转速进行搅拌，边搅拌边加入烧碱片，同时测量槽中料浆pH值，当pH值达到12时，停止加入碱片，继续搅拌30-40分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼经洗涤烘干后即得钴镍铜精矿。

所述的氢氧化铝产品的制取，具体步骤如下：

将上述的钴镍铜精矿的回收步骤Ⅲ中，压滤机出来的滤液注入中和搅拌槽，当液位达到槽高度的2/3时停止注入，启动搅拌机以55-65r/min的转速进行搅拌，边搅拌边缓慢注入硫酸铝，同时检测槽中液体的pH值，当pH值降至6.5时停止加注硫酸铝，继续搅拌30-50分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼洗涤烘干后即得氢氧化铝产品。

所述的石膏粉的回收，具体步骤如下：

a、将上述的钴镍铜精矿的回收步骤Ⅱ中从压滤机得出的滤液进行取样检测[Mn²⁺]和[Ca²⁺]的摩尔浓度，依据下式计算出将要加入已配制好的2mol/L的碳酸氢铵溶液碳酸氢铵的摩尔量：m（NH₄HCO₃）=2V（[Mn²⁺]+[Ca²⁺]），式中m（NH₄HCO₃）为碳酸氢铵的摩尔量，单位是mol，V是滤液总体积，单位为L，[Mn²⁺]和[Ca²⁺]单位是mol/L，NH₄HCO₃的摩尔质量为79g/mol；

b、然后将滤液注入中和搅拌槽，当液位达到槽高度的2/3时停止注液，启动搅拌机以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边缓慢加注2mol/L的碳酸氢铵溶液，加注量为步骤a中计算出的量，同时控制pH值在7.1-7.3，搅拌30-50分钟后将料浆打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼送入另一组配浆搅拌槽；

c、根据步骤a检测出的[Mn²⁺]和[Ca²⁺]的数据计算出将要加注的硫酸的摩尔量：M（H₂SO₄）=V（[Mn²⁺]+[Ca²⁺]），式中M（H₂SO₄）是要加入的硫酸的摩尔量，单位是mol，[Mn²⁺]和[Ca²⁺]是摩尔浓度，单位是mol/L，V是步骤a中从压滤机得出的滤液的滤液总体积，单位是L，硫酸的摩尔质量为98g/mol；

d、将步骤b压滤机得出的滤饼注入配浆搅拌槽，同时按固液比1:4-5的比例加入清水并开始搅拌配浆，均匀后注入浸出搅拌槽，启动搅拌机以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边缓慢加入步骤c计算出来的硫酸的量，并控制pH值在4.0-6.0，搅拌55-65分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一中和搅拌槽，滤饼经洗涤烘干后即得工业石膏粉。

所述的高纯碳酸锰粉的制备，具体步骤如下：

取自上述的石膏粉的回收步骤d中压滤机得出的滤液进行检测[Mn²⁺]的浓度，计算出要加入的碳酸氢铵的摩尔量：m（NH₄HCO₃）=2V[Mn²⁺]，V是步骤d中得出的滤液的总体积，单位为L，[Mn²⁺]浓度的单位是mol/L；然后将滤液注入中和搅拌槽，当液面达到槽高度的2/3时停止加注，启动搅拌机以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边缓慢注入已配制好的2mol/L的碳酸氢铵溶液，加注量按照上述计算出的碳酸氢铵的摩尔量进行加注，同时控制pH值为7，搅拌30-40分钟后打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼经洗涤烘干后即得高纯碳酸锰粉。

所述的磷酸铵镁缓释复合肥的制备，具体步骤如下：

将上述的石膏粉的回收步骤b中压滤机得出的滤液取样检测[Mg²⁺]的摩尔浓度，并计算出要加入的磷酸氢二铵的摩尔量：m（NH₄）₂HPO₄=0.83V*[Mg²⁺]，式中的V是滤液的总体积，单位为L，[Mg²⁺]浓度的单位是mol/L，（NH₄）₂HPO₄的摩尔质量为134g/mol；

然后将滤液注入中和搅拌槽，启动搅拌机以55-65r/min的转速进行搅拌，边搅拌边缓慢加入氨水调节pH值，当pH值达到10时停止注入氨水，并缓慢加入上述计算得出的磷酸氢二铵的量，搅拌55-65分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼经洗涤烘干后即得磷酸铵镁缓释复合肥。

上述的中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法中，所述的N、P复合肥基料的制取步骤②中，计算确定软锰矿石、废铁粉、磷矿粉的下料配比的具体计算过程如下：

假设软锰矿石用量为A，废铁粉为B，磷矿粉为C；软锰矿石中二氧化锰含量为a，铁含量为b₁；废铁粉中铁含量为b₂；磷矿粉中磷含量为d，铁含量为b₃，则按下列化学反应方程式进行计算：

2Fe+3MnO₂+6H₂SO₄=3MnSO₄+Fe₂(SO₄)₃+6H₂O

2*563*87

A*b₁+B*b₂+C*b₃A*a

得：B=（0.43A*a-A*b₁-C*b₃）/b₂

Fe³⁺+PO₄ ^3-→FePO₄

5695

(A*b₁+B*b₂+C*b₃)C*d

得：C=95（A*b₁+B*b₂）/(56d-95b₃)

则B=(0.43A*a-A*b₁-C*b₃)/b₂

C=95(A*b₁+B*b₂)/(56d-95b₃)

所以知道了要处理软锰矿的量A，锰矿中二氧化锰的含量a，锰矿中铁含量b₁，废铁粉铁含量b₂，磷矿粉磷含量d，磷矿粉铁含量b₃，将以上数值代入方程式计算出要加入废铁粉的量B和磷矿粉的量C。

上述的钴镍铜精矿的回收，步骤Ⅰ中，计算确定将要加入福美钠的量，按下式进行计算：

m_(S.D.D)=2V*([Co²⁺]+[Ni²⁺]+[Pb²⁺]+[Cu²⁺]+[Zn²⁺]+[Cd²⁺]+[Hg²⁺])+3V*[Cr³⁺],式中m_(S.D.D)是福美钠的量，单位是摩尔，贵重金属浓度单位是mol/L，V是溶液的体积，单位是L，福美钠的摩尔质量为143g/mol。

本发明的有益效果：

1、软锰矿是众多锰化工产品生产的基础原料，而我国软锰矿资源是富少贫多，且高品位软锰矿资源日益紧缺，但品位较低软锰矿杂质含量高，一般必须经选矿富集还原焙烧后方能使用，但随之将产生大量的废物废渣，许多有价元素被抛弃和损失掉，而且产生的二氧化硫和粉尘等严重污染环境，煤的耗量也大。而本发明提供的一种直接对中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法，该方法采取对中低品位软锰矿不经富集还原焙烧而直接综合利用的方式制备了高纯碳酸锰、正磷酸铁粉、钴、镍、铜贵重金属硫化精矿、氢氧化铝矿粉、磷酸铵镁（MAP）缓释复合肥、N、P多元素复合肥基料以及工业级石膏粉，实现了能耗低、无粉尘、无废水废渣排放的效果，符合国家节能减排战略的要求，对于锰行业的节能减排及环境污染治理，具有十分重要的意义。

2、本发明采用中低品位软锰矿作为原料，可以充分利用贫锰矿资源，缓解了高品位软锰矿资源日益紧缺的问题，而且以中低品位软锰矿为原料综合利用制备高纯碳酸锰，该工艺具有该原料来源广，操作稳定，能耗低，生产成本低，具有广泛的实用性，能使软锰矿得到充分的利用等特点，是一种有效利用软锰矿资源的方法，具有较大的经济效益。

附图说明

图1为本发明对中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法的工艺流程图。

图中看到，本发明的具体工艺如下：

首先把破碎后的软锰矿、废铁粉、磷矿粉和水加入螺旋分级机、湿式球磨机充分涮洗和磨细，得到的矿浆打入浸出搅拌槽搅拌；然后加浓硫酸浸出，用压滤机进行固液分离，滤饼加入水、硫酸以及磷矿粉进行反应熟化，得到N、P多元素复合肥基料；滤液注入中和搅拌槽，加入碳酸氢铵溶液溶液，然后打入隔膜压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼洗涤后烘干，最终得到正磷酸铁粉。

具体实施方式

实施例1

1.选取中信大锰大新分公司下雷矿区软锰矿原矿石1000Kg，其主要元素含量如表1：

2.磷矿粉购自云南省天一矿业有限公司，其主要元素含量如表2：

3.废铁粉购自广东东莞某还原铁粉厂，Fe≥99%；

4.工业级98%浓硫酸购自南宁某化工厂；

5.工业级25%氨水购自南宁化工厂；

6.农用级碳酸氢铵购自南宁市武鸣氮肥厂；

7.福美钠购自南宁某化工厂，含量为88%；

8.双氧水购自南宁某化工厂，含量为27.5%；

9.磷酸氢二铵购自云南云天化公司；

10.烧碱购自南宁某化工厂；

11.工业硫酸铝购自南宁某化工厂；

12.将所用原料的含量检测数据要处理软锰矿的量A，锰矿中二氧化锰的含量a，锰矿中铁含量b₁，废铁粉铁含量b₂，磷矿粉磷含量d，磷矿粉铁含量b₃，将以上数值按照公式B=(0.43A*a-A*b₁-C*b₃)/b₂、C=95(A*b₁+B*b₂)/(56d-95b₃)计算确定要加入废铁粉的量B和磷矿粉的量C，求得要加入的铁粉为82.93Kg，磷矿粉为876.9Kg；

13.把1000Kg原矿石通过破碎打砂成1-4mm粒度矿砂放入计量喂料斗，同时称取82.93Kg铁粉、876.9Kg磷矿粉放入各计量喂料斗，启动分级机及湿式球磨机和各进料机放料，同时加入水11758.98Kg，开始分级磨浆，从分级机流出的矿浆放入矿浆过渡槽搅拌，边流入边搅拌；

14.用砂浆泵把过渡槽中矿浆打入浸出搅拌槽，启动搅拌机以60r/min转速进行搅拌，边搅拌边缓缓注入硫酸同时随时监测槽中料浆温度，当温度升至80摄氏度时，停止注入硫酸。当温度降至70摄氏度时又缓缓地加注硫酸，当温度又升至80摄氏度时，又停止加注硫酸。如此循环操作4小时，一直控制槽中料浆温度保持在70-80摄氏度之间，从槽中取浆液检测Fe²⁺含量，Fe²⁺已检不出，用压滤泵把料浆打入隔膜压滤机进行固液分离，滤液注入中和搅拌槽，滤饼送入滤饼粉碎机。

15.从第13项压滤机中出来的滤饼送入滤饼粉碎机进行粉碎后送入配浆搅拌桶，同时加入2000Kg循环水启动搅拌机进行搅拌，均匀后边搅拌边缓缓注入2000Kg硫酸，搅拌均匀后注入磷矿粉混合反应器，一边注入料浆一边加入磷矿粉4189Kg混合反应，磷矿粉加入量m是按照公式m=0.62M/d，式中M为H₂SO₄的量，d为P₂O₅的含量，计算得到的；15分钟后流入皮带化成室反应30分钟送入熟化反应池继续反应10d，即得N、P多元素复合肥基料约9189Kg。

16.配制浓度为2mol/L的碳酸氢铵溶液以备用，即在碱液配液槽中加注清水20m³，启动搅拌机，边搅拌边加入磷酸氢铵粉粒3200Kg，待溶解完全停止搅拌，泵至碱液计量桶以备用；

17.同时把第13项压滤机得出的滤液注入中和搅拌槽，启动搅拌机以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边缓慢注入16项配制好的碳酸氢铵溶液，同时实时测量槽中pH值得变化，当pH值升至1.9时停止注入碳酸氢铵溶液，随时观察pH值变化，当pH值降至1.5时，又注入碳酸氢铵溶液，如此循环操作，控制pH值在1.5-1.9之间，当停止注入碳酸氢铵溶液而pH值不变化时，停止搅拌，把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼经洗涤烘干即将磷酸铁粉约552Kg。

18.从第17项压滤机得出的滤液取样检测：

[Co²⁺]=2.8*10^-4mol/L

[Ni²⁺]=4.3*10^-4mol/L

[Cu²⁺]=1.98*10^-4mol/L

[Pb²⁺]=1.1*10^-4mol/L

[Zn²⁺]=6.02*10^-4mol/L

所以下一步要加入的福美钠的量为6.3Kg

19.把第17项压滤机出来的滤液注入中和搅拌槽，启动搅拌机以60r/min转速进行搅拌，边搅拌边缓慢注入第16项配制好的碳酸氢铵溶液调节pH值，当pH值升至5.60时停止注入碳酸氢铵溶液，边搅拌边加入6.3Kg福美钠粉末，继续搅拌60分钟后把槽中料液打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼送入另一组配浆搅拌桶。

20.把第19项压滤机得出的滤饼送入配浆搅拌桶，同时注入600Kg清水，启动搅拌机进行搅拌，均匀后注入浸出搅拌槽，启动搅拌机以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边加入烧碱片，同时测量槽中料浆的pH值，当pH值升至12.0时，停止加入烧碱片，再搅拌30分钟后把槽中料浆打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼经洗涤烘干后即得钴镍铜精矿约3Kg。

21.将第20项压滤机得出的滤液注入中和搅拌槽，启动搅拌机以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边缓慢地注入硫酸铝调节pH值，当pH值降至6.5时停止注入硫酸铝，继续搅拌30分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼经洗涤烘干后即得氢氧化铝粉末约140Kg。

22.取从第19项压滤机得出的滤液检测[Mn²⁺]和[Cu²⁺]浓度：

[Mn²⁺]=0.34mol/L，[Cu²⁺]=0.04mol/L

因此下一步要加入的碳酸氢铵量为：723Kg，即4578L，2mol/L的碳酸氢铵溶液。

23.将第19项压滤机得出的滤液注入中和搅拌槽，启动搅拌机以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边注入已配制好的碳酸氢铵溶液4578L，同时控制pH值为7.2，搅拌30分钟，将料浆打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼送入另一组配浆搅拌桶。

24.把第23项压滤机得出的滤饼送入配浆搅拌桶同时加入清水2072Kg。开动搅拌机进行搅拌，均匀后注入浸出搅拌槽，启动搅拌机以60r/min转速进行搅拌，边搅拌边缓缓注入447Kg硫酸，并控制pH值为5.0，搅拌60分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼经洗涤烘干后即得约48Kg的工业级石膏粉。

25.将第24项压滤机得出的滤液进行检测[Mn²⁺]的浓度，计算出要加入的碳酸氢铵的摩尔量：m（NH₄HCO₃）=2V[Mn²⁺]，V是滤液的总体积,然后将滤液注入中和搅拌槽，开动搅拌机以60r/min转速进行搅拌，边搅拌边缓慢地注入已配制好的碳酸氢铵溶液4080L，并控制pH值为7.0，搅拌30分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼经洗涤烘干后即得约470Kg高纯度碳酸锰粉。

26.把第23项压滤机得出的滤液进行检测[Mg²⁺]的浓度，并计算出要加入的磷酸氢二铵的摩尔量：m（NH₄）₂HPO₄=0.83V*[Mg²⁺]，式中的V是滤液的总体积，单位为L，[Mg²⁺]浓度的单位是mol/L，（NH₄）₂HPO₄的摩尔质量为134g/mol,然后将滤液注入中和搅拌槽，当液面达到槽高度的2/3时停止加注，启动搅拌机以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边缓慢地注入氨水调节pH值，当pH值升至10.0时，停止加注氨水，边搅拌边加入磷酸氢二铵136Kg粉粒，搅拌65min后将料浆打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼经洗涤烘干即得300Kg磷酸铵镁缓释复合肥。

实施例2

1.选取中信大锰大新分公司下雷矿区软锰矿原矿石1500Kg，其主要元素含量如表1：

2.磷矿粉购自云南省天一矿业有限公司，其主要元素含量如表2：

3.废铁粉购自广东东莞某还原铁粉厂，Fe≥99%；

4.工业级98%浓硫酸购自南宁某化工厂；

5.工业级25%氨水购自南宁化工厂；

6.农用级碳酸氢铵购自南宁市武鸣氮肥厂；

7.福美钠购自南宁某化工厂，含量为88%；

8.双氧水购自南宁某化工厂，含量为27.5%；

9.磷酸氢二铵购自云南云天化公司；

10.烧碱购自南宁某化工厂；

11.工业硫酸铝购自南宁某化工厂；

12.将所用原料的含量检测数据要处理软锰矿的量A，锰矿中二氧化锰的含量a，锰矿中铁含量b₁，废铁粉铁含量b₂，磷矿粉磷含量d，磷矿粉铁含量b₃，将以上数值按照公式B=(0.43A*a-A*b₁-C*b₃)/b₂、C=95(A*b₁+B*b₂)/(56d-95b₃)计算确定要加入废铁粉的量B和磷矿粉的量C，求得要加入的铁粉为124.395Kg，磷矿粉为1315.35Kg；

13.把1500Kg原矿石通过破碎打砂成1-4mm粒度矿砂放入计量喂料斗，同时称取124.395铁粉、1315.35Kg磷矿粉放入各计量喂料斗，启动分级机及湿式球磨机和各进料机放料，同时加入水17638.44Kg，开始分级磨浆，从分级机流出的矿浆放入矿浆过渡槽搅拌，边流入边搅拌；

14.用砂浆泵把过渡槽中矿浆打入浸出搅拌槽，启动搅拌机以60r/min转速进行搅拌，边搅拌边缓缓注入硫酸同时随时监测槽中料浆温度，当温度升至82摄氏度时，停止注入硫酸；当温度降至70摄氏度时又缓缓地加注硫酸，当温度又升至80摄氏度时，又停止加注硫酸；如此循环操作4小时，一直控制槽中料浆温度保持在70-82摄氏度之间，从槽中取浆液检测Fe²⁺含量，Fe²⁺已检不出，用压滤泵把料浆打入隔膜压滤机进行固液分离，滤液注入中和搅拌槽，滤饼送入滤饼粉碎机；

15.从第13项压滤机中出来的滤饼送入滤饼粉碎机进行粉碎后送入配浆搅拌桶，同时加入3000Kg循环水启动搅拌机进行搅拌，均匀后边搅拌边缓缓注入3000Kg硫酸，搅拌均匀后注入磷矿粉混合反应器，一边注入料浆一边加入磷矿粉6284Kg混合反应，磷矿粉加入量m是按照公式m=0.62M/d，式中M为H₂SO₄的量，d为P₂O₅的含量，计算得到的；15分钟后流入皮带化成室反应30分钟送入熟化反应池继续反应15d，即得N、P多元素复合肥基料约13783.5Kg。

16.配制浓度为2mol/L的碳酸氢铵溶液以备用，即在碱液配液槽中加注清水20m³，启动搅拌机，边搅拌边加入磷酸氢铵粉粒3200Kg，待溶解完全停止搅拌，泵至碱液计量桶以备用；

17.同时把第13项压滤机得出的滤液注入中和搅拌槽，启动搅拌机以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边缓慢注入16项配制好的碳酸氢铵溶液，同时实时测量槽中pH值得变化，当pH值升至1.9时停止注入碳酸氢铵溶液，随时观察pH值变化，当pH值降至1.5时，又注入碳酸氢铵溶液，如此循环操作，控制pH值在1.5-1.9之间，当停止注入碳酸氢铵溶液而pH值不变化时，停止搅拌，把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼经洗涤烘干即将磷酸铁粉约787.5Kg。

18.从第17项压滤机得出的滤液取样检测得到：

[Co²⁺]=2.8*10^-4mol/L

[Ni²⁺]=4.3*10^-4mol/L

[Cu²⁺]=1.98*10^-4mol/L

[Pb²⁺]=1.1*10^-4mol/L

[Zn²⁺]=6.02*10^-4mol/L

按下式进行计算要加入的福美钠的量：

m_(S.D.D)=2V*([Co²⁺]+[Ni²⁺]+[Pb²⁺]+[Cu²⁺]+[Zn²⁺]+[Cd²⁺]+[Hg²⁺])+3V*[Cr³⁺],式中m_(S.D.D)是福美钠的量，单位是摩尔，贵重金属浓度单位是mol/L，V是滤液的总体积，单位是L，福美钠的摩尔质量为143g/mol；得到下一步要加入的福美钠的量为9.45Kg；

19.把第17项压滤机出来的滤液注入中和搅拌槽，启动搅拌机以65r/min转速进行搅拌，边搅拌边缓慢注入第16项配制好的碳酸氢铵溶液调节pH值，当pH值升至5.60时停止注入碳酸氢铵溶液，边搅拌边加入9.45Kg福美钠粉末，继续搅拌70分钟后把槽中料液打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼送入另一组配浆搅拌桶；

20.把第19项压滤机得出的滤饼送入配浆搅拌桶，同时注入900Kg清水，启动搅拌机进行搅拌，均匀后注入浸出搅拌槽，启动搅拌机以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边加入烧碱片，同时测量槽中料浆的pH值，当pH值升至12.0时，停止加入烧碱片，再搅拌35分钟后把槽中料浆打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼经洗涤烘干后即得钴镍铜精矿约4.5Kg。

21.将第20项压滤机得出的滤液注入中和搅拌槽，启动搅拌机以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边缓慢地注入硫酸铝调节pH值，当pH值降至6.5时停止注入硫酸铝，继续搅拌40分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼经洗涤烘干后即得氢氧化铝粉末约210Kg。

22.取从第19项压滤机得出的滤液检测[Mn²⁺]和[Cu²⁺]浓度：

[Mn²⁺]=0.34mol/L，[Cu²⁺]=0.04mol/L；依据公式m（NH₄HCO₃）=2V（[Mn²⁺]+[Ca²⁺]），式中m（NH₄HCO₃）为碳酸氢铵的摩尔量，单位是mol，V是第19项压滤机得出的滤液总体积，单位为L，计算得到下一步要加入的碳酸氢铵量为：1085Kg，即6867L，2mol/L的碳酸氢铵溶液；

23.将第19项压滤机得出的滤液注入中和搅拌槽，当液位达到槽高度的2/3时停止注液，启动搅拌机以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边注入已配制好的碳酸氢铵溶液4578L，同时控制pH值为7.3，搅拌40分钟，将料浆打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼送入另一组配浆搅拌桶；

24.把第23项压滤机得出的滤饼送入配浆搅拌桶同时加入清水3108Kg；开动搅拌机进行搅拌，均匀后注入浸出搅拌槽，启动搅拌机以60r/min转速进行搅拌，边搅拌边缓缓注入670.5Kg硫酸（硫酸的加入量是依据公式M（H₂SO₄）=V（[Mn²⁺]+[Ca²⁺]）计算得到的硫酸摩尔量而得到，式中M（H₂SO₄）是要加入的硫酸的摩尔量，单位是mol，[Mn²⁺]和[Ca²⁺]是第22项所检测滤液得出的摩尔浓度，单位是mol/L，V是滤液总体积，单位是L，硫酸的摩尔质量为98g/mol），并控制pH值为5.2，搅拌65分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼经洗涤烘干后即得约72Kg的工业级石膏粉。

25.将第24项压滤机得出的滤液进行检测[Mn²⁺]的浓度，计算出要加入的碳酸氢铵的摩尔量：m（NH₄HCO₃）=2V[Mn²⁺]，V是滤液的总体积,然后将滤液注入中和搅拌槽，开动搅拌机以60r/min转速进行搅拌，边搅拌边缓慢地注入已配制好的碳酸氢铵溶液6120L，并控制pH值为7.0，搅拌40分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼经洗涤烘干后即得约705Kg高纯度碳酸锰粉。

26.把第23项压滤机得出的滤液进行检测[Mg²⁺]的浓度，并计算出要加入的磷酸氢二铵的摩尔量：m（NH₄）₂HPO₄=0.83V*[Mg²⁺]，式中的V是滤液的总体积，单位为L，[Mg²⁺]浓度的单位是mol/L，（NH₄）₂HPO₄的摩尔质量为134g/mol,然后将滤液注入中和搅拌槽，当液面达到槽高度的2/3时停止加注，启动搅拌机以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边缓慢地注入氨水调节pH值，当pH值升至10.0时，停止加注氨水，边搅拌边加入磷酸氢二铵136Kg粉粒，搅拌65min后将料浆打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼经洗涤烘干即得450Kg磷酸铵镁缓释复合肥。

实施例3

1.选取中信大锰大新分公司下雷矿区软锰矿原矿石2000Kg，其主要元素含量如表1：

2.磷矿粉购自云南省天一矿业有限公司，其主要元素含量如表2：

3.废铁粉购自广东东莞某还原铁粉厂，Fe≥99%；

4.工业级98%浓硫酸购自南宁某化工厂；

5.工业级25%氨水购自南宁化工厂；

6.农用级碳酸氢铵购自南宁市武鸣氮肥厂；

7.福美钠购自南宁某化工厂，含量为88%；

8.双氧水购自南宁某化工厂，含量为27.5%；

9.磷酸氢二铵购自云南云天化公司；

10.烧碱购自南宁某化工厂；

11.工业硫酸铝购自南宁某化工厂；

12.将所用原料的含量检测数据要处理软锰矿的量A，锰矿中二氧化锰的含量a，锰矿中铁含量b₁，废铁粉铁含量b₂，磷矿粉磷含量d，磷矿粉铁含量b₃，将以上数值按照公式B=(0.43A*a-A*b₁-C*b₃)/b₂、C=95(A*b₁+B*b₂)/(56d-95b₃)计算确定要加入废铁粉的量B和磷矿粉的量C，求得要加入的铁粉为165.86Kg，磷矿粉为1753.8Kg；

13.把2000Kg原矿石通过破碎打砂成1-4mm粒度矿砂放入计量喂料斗，同时称取165.86Kg铁粉、1753.8Kg磷矿粉放入各计量喂料斗，启动分级机及湿式球磨机和各进料机放料，同时加入水23517.96Kg，开始分级磨浆，从分级机流出的矿浆放入矿浆过渡槽搅拌，边流入边搅拌；

14.用砂浆泵把过渡槽中矿浆打入浸出搅拌槽，启动搅拌机以65r/min转速进行搅拌，边搅拌边缓缓注入硫酸同时随时监测槽中料浆温度，当温度升至85摄氏度时，停止注入硫酸；当温度降至70摄氏度时又缓缓地加注硫酸，当温度又升至85摄氏度时，又停止加注硫酸；如此循环操作4.5小时，一直控制槽中料浆温度保持在70-85摄氏度之间，从槽中取浆液检测Fe²⁺含量，Fe²⁺已检不出，用压滤泵把料浆打入隔膜压滤机进行固液分离，滤液注入中和搅拌槽，滤饼送入滤饼粉碎机；

15.从第13项压滤机中出来的滤饼送入滤饼粉碎机进行粉碎后送入配浆搅拌桶，按照配浆浓度为液固比2:1的比例，同时加入4000Kg循环水启动搅拌机进行搅拌，均匀后边搅拌边缓缓注入4000Kg硫酸，搅拌均匀后注入磷矿粉混合反应器，一边注入料浆一边加入磷矿粉8378.4Kg混合反应（磷矿粉加入量m是按照公式m=0.62M/d计算得到的，式中M为H₂SO₄的量，d为P₂O₅的含量），20分钟后流入皮带化成室反应40分钟送入熟化反应池继续反应7d，即得N、P多元素复合肥基料约18378Kg。

16.配制浓度为2mol/L的碳酸氢铵溶液以备用，即在碱液配液槽中加注清水20m³，启动搅拌机，边搅拌边加入磷酸氢铵粉粒3200Kg，待溶解完全停止搅拌，泵至碱液计量桶以备用；

17.同时把第13项压滤机得出的滤液注入中和搅拌槽，当液位到达槽高度的2/3时停止注入，启动搅拌机以55r/min的转速进行搅拌，边搅拌边缓慢注入16项配制好的碳酸氢铵溶液，同时实时测量槽中pH值得变化，当pH值升至1.9时停止注入碳酸氢铵溶液，随时观察pH值变化，当pH值降至1.5时，又注入碳酸氢铵溶液，如此循环操作，控制pH值在1.5-1.9之间，当停止注入碳酸氢铵溶液而pH值不变化时，停止搅拌，把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼经洗涤烘干即将磷酸铁粉约1102Kg。

18.从第17项压滤机得出的滤液取样检测：

[Co²⁺]=2.74*10^-4mol/L

[Ni²⁺]=4.26*10^-4mol/L

[Cu²⁺]=1.93*10^-4mol/L

[Pb²⁺]=1.13*10^-4mol/L

[Zn²⁺]=6.06*10^-4mol/L

按下式进行计算要加入的福美钠的量：

m_(S.D.D)=2V*([Co²⁺]+[Ni²⁺]+[Pb²⁺]+[Cu²⁺]+[Zn²⁺]+[Cd²⁺]+[Hg²⁺])+3V*[Cr³⁺],式中m_(S.D.D)是福美钠的量，单位是摩尔，贵重金属浓度单位是mol/L，V是滤液的总体积，单位是L，福美钠的摩尔质量为143g/mol；计算得到下一步要加入的福美钠的量约为13Kg；

19.把第17项压滤机出来的滤液注入中和搅拌槽，启动搅拌机以60r/min转速进行搅拌，边搅拌边缓慢注入第16项配制好的碳酸氢铵溶液调节pH值，当pH值升至5.60时停止注入碳酸氢铵溶液，边搅拌边加入13Kg福美钠粉末，继续搅拌70分钟后把槽中料液打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼送入另一组配浆搅拌桶。

20.把第19项压滤机得出的滤饼送入配浆搅拌桶，按液固质量比4:1的比例同时注入1190Kg清水，启动搅拌机进行搅拌，均匀后注入浸出搅拌槽，启动搅拌机以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边加入烧碱片，同时测量槽中料浆的pH值，当pH值升至12.0时，停止加入烧碱片，再搅拌40分钟后把槽中料浆打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼经洗涤烘干后即得钴镍铜精矿约6.05Kg。

21.将第20项压滤机得出的滤液注入中和搅拌槽，启动搅拌机以65r/min的转速进行搅拌，边搅拌边缓慢地注入硫酸铝调节pH值，当pH值降至6.5时停止注入硫酸铝，继续搅拌50分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼经洗涤烘干后即得氢氧化铝粉末约278Kg。

22.取从第19项压滤机得出的滤液检测[Mn²⁺]和[Cu²⁺]浓度：

[Mn²⁺]=0.33mol/L，[Cu²⁺]=0.042mol/L；依据公式m（NH₄HCO₃）=2V（[Mn²⁺]+[Ca²⁺]），式中m（NH₄HCO₃）为碳酸氢铵的摩尔量，单位是mol，V是第19项压滤机得出的滤液总体积，单位为L，计算得到下一步要加入的碳酸氢铵量为：1434.4Kg，即9137.7L，2mol/L的碳酸氢铵溶液。

23.将第19项压滤机得出的滤液注入中和搅拌槽，启动搅拌机以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边注入已配制好的碳酸氢铵溶液9137.7L，同时控制pH值为7.3，搅拌50分钟，将料浆打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼送入另一组配浆搅拌桶；

24.把第23项压滤机得出的滤饼送入配浆搅拌桶，按固液比1:4的比例同时加入清水4137Kg；开动搅拌机进行搅拌，均匀后注入浸出搅拌槽，启动搅拌机以60r/min转速进行搅拌，边搅拌边缓缓注入890Kg硫酸（硫酸的加入量是依据公式M（H₂SO₄）=V（[Mn²⁺]+[Ca²⁺]）计算得到的硫酸摩尔量而得到，式中M（H₂SO₄）是要加入的硫酸的摩尔量，单位是mol，[Mn²⁺]和[Ca²⁺]是第22项所检测滤液得出的摩尔浓度，单位是mol/L，V是滤液总体积，单位是L，硫酸的摩尔质量为98g/mol），并控制pH值为6.0，搅拌65分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼经洗涤烘干后即得约95.4Kg的工业级石膏粉。

25.将第24项压滤机得出的滤液进行检测[Mn²⁺]的浓度，计算出要加入的碳酸氢铵的摩尔量：m（NH₄HCO₃）=2V[Mn²⁺]，V是滤液的总体积,然后将滤液注入中和搅拌槽，开动搅拌机以60r/min转速进行搅拌，边搅拌边缓慢地注入已配制好的碳酸氢铵溶液8157L，并控制pH值为7.0，搅拌40分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼经洗涤烘干后即得约938Kg高纯度碳酸锰粉。

26.把第23项压滤机得出的滤液进行检测[Mg²⁺]的浓度，并计算出要加入的磷酸氢二铵的摩尔量：m（NH₄）₂HPO₄=0.83V*[Mg²⁺]，式中的V是滤液的总体积，单位为L，[Mg²⁺]浓度的单位是mol/L，（NH₄）₂HPO₄的摩尔质量为134g/mol,然后将滤液注入中和搅拌槽，当液面达到槽高度的2/3时停止加注，启动搅拌机以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边缓慢地注入氨水调节pH值，当pH值升至10.0时，停止加注氨水，边搅拌边加入磷酸氢二铵272.5Kg粉粒，搅拌55min后将料浆打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼经洗涤烘干即得602Kg磷酸铵镁缓释复合肥。

Claims (3)

1.一种中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法，其特征在于，具体工艺包括以下工艺步骤：（1）N、P复合肥基料的制取；（2）正磷酸铁粉的回收；（3）钴镍铜精矿的回收；（4）氢氧化铝产品的制取；（5）石膏粉的回收；（6）高纯碳酸锰粉的制备；（7）磷酸铵镁缓释复合肥的制备；

所述的N、P复合肥基料的制取，是在中低品位软锰矿中加入废铁粉和磷矿粉，并按液固质量比为5-7:1的比例加入水，充分涮洗和磨碎，然后加入重量含量90%以上的浓硫酸，当料浆温度达到75-85℃时停止注酸，温度降至70℃摄氏度时重新缓慢注入硫酸，继续浸出3.5-4.5h，检测Fe²⁺含量，还有Fe²⁺则向槽中加注双氧水，直到检测不出Fe²⁺为止，压滤，得到滤渣和滤液，在滤渣中按液固比1.7-2.5:1的比例加水以及与水等质量的、重量含量90%以上的浓硫酸，搅拌，加入磷矿粉反应，磷矿粉加入量为m=0.62M/d，式中M为H₂SO₄的量，d为P₂O₅的含量，反应12-20min后流入皮带化成反应室，继续反应30-40min后送入熟化反应池进行熟化反应7-15d，即得到N、P复合肥基料；

所述的正磷酸铁粉的回收是将2mol/L的碳酸氢铵溶液加入到上述压滤后得到的滤液中，使整个滤液的pH控制在1.5-1.9之间，当停止注入碳酸氢铵溶液后pH值无变化时，将料浆打入隔膜压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼,滤饼经洗涤烘干即得正磷酸铁粉；

所述的钴镍铜精矿的回收是将上述正磷酸铁粉的回收中固液分离后得到的滤液进行取样分析，检测溶液中贵重金属元素含量即[Co²⁺]、[Ni²⁺]、[Cu²⁺]、[Pb²⁺]、[Zn²⁺]、[Cd²⁺]、[Cr³⁺]和[Hg²⁺]的摩尔浓度；在滤液中加入碳酸氢铵溶液至滤液的pH值为5.60，同时用福美钠S.D.D作沉淀剂沉淀贵重金属Me，搅拌反应55-70min停止，然后打入隔膜压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼，滤饼按液固质量比3-5:1的比例加入清水，搅拌，加入烧碱片，至料浆的pH值达到12，反应30-40分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼，滤饼经洗涤烘干后即得钴镍铜精矿；

所述的氢氧化铝产品的制取是在上述钴镍铜精矿的回收第二次固液分离后得到的滤液中加入硫酸铝直至滤液的pH值降至6.5，反应30-50分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼洗涤烘干后即得氢氧化铝产品；

所述的石膏粉的回收是在上述钴镍铜精矿的回收第一次固液分离后得到的滤液进行取样检测[Mn²⁺]和[Ca²⁺]的摩尔浓度，在滤液中加入2mol/L的碳酸氢铵溶液，碳酸氢铵溶液中碳酸氢铵的摩尔量是滤液中Mn²⁺和Ca²⁺总摩尔量的两倍，保持溶液pH值为7.1-7.3，搅拌30-50分钟后打入隔膜压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼按固液比1:4-5的比例加入清水，并加入重量含量90%以上的硫酸，加入的硫酸的摩尔量与原滤液中检测出的Mn²⁺和Ca²⁺总摩尔量一致，控制pH值在4.0-6.0，搅拌55-65分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼，滤饼经洗涤烘干后即得工业石膏粉；

所述的高纯碳酸锰粉的制备是将石膏粉的回收第二次固液分离得出的滤液，进行取样检测Mn²⁺的摩尔浓度，根据检测结果用2mol/L的碳酸氢铵溶液作沉淀剂沉淀Mn²⁺，控制pH值为7；搅拌30-40分钟后用压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼经洗涤烘干后即得高纯度碳酸锰矿粉；

所述的磷酸铵镁缓释复合肥的制备是将将石膏粉的回收第一次固液分离得出的滤液，取样检测[Mg²⁺]的摩尔浓度，用氨水调节滤液pH值为10，并根据检测结果按公式m（NH₄）₂HPO₄=0.83*V*[Mg²⁺]计算得到要加入的磷酸氢二铵的摩尔量；加入磷酸氢二铵进行反应55-65分钟后打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水水槽，滤饼洗涤烘干后即得磷酸铵镁缓释复合肥。

2.根据权利要求1所述的中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法，其特征在于，所述的N、P复合肥基料的制取，软锰矿石、废铁粉、磷矿粉的下料配比的具体计算过程如下：

假设软锰矿石用量为A，废铁粉为B，磷矿粉为C；软锰矿石中二氧化锰含量为a，铁含量为b₁；废铁粉中铁含量为b₂；磷矿粉中磷含量为d，铁含量为b₃，则按下列化学反应方程式进行计算：

2Fe+3MnO₂+6H₂SO₄=3MnSO₄+Fe₂(SO₄)₃+6H₂O

2*563*87

A*b₁+B*b₂+C*b₃A*a

得：B=（0.43A*a-A*b₁-C*b₃）/b₂

Fe³⁺+PO₄ ^3-→FePO₄

5695

(A*b₁+B*b₂+C*b₃)C*d

得：C=95（A*b₁+B*b₂）/(56d-95b₃)

则B=(0.43A*a-A*b₁-C*b₃)/b₂

C=95(A*b₁+B*b₂)/(56d-95b₃)

所以知道了要处理软锰矿的量A，锰矿中二氧化锰的含量a，锰矿中铁含量b₁，废铁粉铁含量b₂，磷矿粉磷含量d，磷矿粉铁含量b₃，将以上数值代入方程式计算出要加入废铁粉的量B和磷矿粉的量C。

3.根据权利要求1所述的中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法，其特征在于，所述的钴镍铜精矿的回收中，加入福美钠的量，按下式进行计算：

m_(S.D.D)=2V*([Co²⁺]+[Ni²⁺]+[Pb²⁺]+[Cu²⁺]+[Zn²⁺]+[Cd²⁺]+[Hg²⁺])+3V*[Cr³⁺],式中m_(S.D.D)是福美钠的量，单位是摩尔，贵重金属浓度单位是mol/L，V是溶液的体积，单位是L，福美钠的摩尔质量为143g/mol。