CN105087963A - 一种碳酸锰矿预处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锰矿品位改善技术领域，尤其是一种碳酸锰矿预处理方法，通过硝酸、氢氧化钠溶液、碳粉联合对碳酸锰矿进行处理，并结合处理步骤中的微波处理和超声波处理，以及步骤4中的高温处理，使得碳酸锰矿种的碳元素得到除去的同时，还降低了碳酸锰矿中的氧元素的含量，并且结合两步氢氧化钠溶液的浸出处理，以及第二步浸出时加入具有还原和吸附功能的碳粉，进而使得处理后的碳酸锰矿精矿的锰品位较高，相对现有技术提高了3％以上，并且对于硅的脱除率也能够达到97％以上，进而使得碳酸锰精矿的品质较高，降低了后续锰矿处理的成本。
Description
技术领域
本发明涉及锰矿品位改善技术领域，尤其是一种碳酸锰矿预处理方法。
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。
对于上述技术问题，本领域技术人员开始做出了相关研究，如专利号为201410468891.3的《一种锰矿的碱浸脱硅方法》经过两次碱浸出处理，进而使得锰矿中的二氧化硅被大量的脱除，进而达到提高锰矿品位的目的；尽管如此方法能够对锰矿的品质进行一定程度的改善，但其对锰矿的品位提高幅度依然不高，尤其是对碳酸锰矿等的锰的评委改善效果不显著；同时，在采用上述工艺进行脱硅处理时，由于锰矿中残留着其他杂质，进而影响硅的脱除，使得硅的脱除效果也还存在一定的缺陷，并且其他杂质也得不到脱除，进而使得锰矿中的锰的相对含量依然较低，进而使得锰矿的品位相对较差，依然得不到精细化工生产锰产品的要求。
为此，本研究者结合现有技术中存在的缺陷，并对碳酸锰矿的元素组成进行研究与探索，进而通过工艺的调整，以及工艺参数和处理方法的调整，进而使得碳酸锰矿的预处理方法得到改善，使得碳酸锰矿的锰的品位得到了较大程度的提高，为碳酸锰矿预处理提供了一种新思路。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种碳酸锰矿预处理方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
一种碳酸锰矿预处理方法，包括以下步骤：
(1)将碳酸锰矿置于粉碎机中粉碎，并将其过80-100目的筛，取筛底料，再将筛底料置于微波处理器中处理3-5min，再将处理完成的筛底料与硝酸按照质量比为1:0.6～0.7，并采用搅拌速度为10-100r/min搅拌处理，并调整温度为35-45℃，恒温搅拌10-20min，再将其置于超声处理器中，采用超声波处理10-30s，得矿浆；
(2)将矿浆置于反应槽中，并向其中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的质量百分数为1-30％，氢氧化钠加入量为碳酸锰矿的0.2-0.5倍重量，再将其置于温度为80-120℃下，采用超声波处理1-3min，再将其采用搅拌速度为50-80r/min搅拌脱硅反应1-2h，再将其进行过滤，得滤渣和滤液，滤液用于二氧化硅生产工艺中，滤渣待用；
(3)将滤渣置于反应槽中，并采用微波处理至温度为50-70℃，微波处理时间为10-20min，再向其中加入氢氧化钠溶液和碳粉，其中氢氧化钠的加入量为滤渣用量的0.1-0.3倍，碳粉加入量为滤渣用量的0.02-0.07倍，并将其送入超声波处理器中，采用超声波处理3-5min，再将其过滤，得滤饼和废液，废液返回步骤2)中与矿浆混合，滤饼待用；
(4)将滤饼采用温度为1300-1450℃处理3-5min，获得锰精矿。
所述的碳粉，其颗粒度为60-90目。
所述的步骤3)中采用的氢氧化钠溶液，其质量分数为40-56％。
所述的步骤1)采用的硝酸，其质量分数为5-15％。
所述的步骤1)采用的微波处理器的微波频率为10-300Hz。
所述的步骤3)采用的微波处理，其微波频率为300-400Hz。
所述的超声波，其频率为20-3000Hz。
与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：
通过硝酸、氢氧化钠溶液、碳粉联合对碳酸锰矿进行处理，并结合处理步骤中的微波处理和超声波处理，以及步骤4中的高温处理，使得碳酸锰矿种的碳元素得到除去的同时，还降低了碳酸锰矿中的氧元素的含量，并且结合两步氢氧化钠溶液的浸出处理，以及第二步浸出时加入具有还原和吸附功能的碳粉，进而使得处理后的碳酸锰矿精矿的锰品位较高，相对现有技术提高了3％以上，并且对于硅的脱除率也能够达到97％以上，进而使得碳酸锰精矿的品质较高，降低了后续锰矿处理的成本。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种碳酸锰矿预处理方法，包括以下步骤：
(1)将碳酸锰矿置于粉碎机中粉碎，并将其过80目的筛，取筛底料，再将筛底料置于微波处理器中处理3min，再将处理完成的筛底料与硝酸按照质量比为1:0.6，并采用搅拌速度为10r/min搅拌处理，并调整温度为35℃，恒温搅拌10min，再将其置于超声处理器中，采用超声波处理10s，得矿浆；
(2)将矿浆置于反应槽中，并向其中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的质量百分数为1％，氢氧化钠加入量为碳酸锰矿的0.2倍重量，再将其置于温度为80℃下，采用超声波处理1min，再将其采用搅拌速度为50r/min搅拌脱硅反应1h，再将其进行过滤，得滤渣和滤液，滤液用于二氧化硅生产工艺中，滤渣待用；
(3)将滤渣置于反应槽中，并采用微波处理至温度为50℃，微波处理时间为10min，再向其中加入氢氧化钠溶液和碳粉，其中氢氧化钠的加入量为滤渣用量的0.1倍，碳粉加入量为滤渣用量的0.02倍，并将其送入超声波处理器中，采用超声波处理3min，再将其过滤，得滤饼和废液，废液返回步骤2)中与矿浆混合，滤饼待用；
(4)将滤饼采用温度为1300℃处理3min，获得锰精矿。
所述的碳粉，其颗粒度为60目。
所述的步骤3)中采用的氢氧化钠溶液，其质量分数为40％。
所述的步骤1)采用的硝酸，其质量分数为5％。
所述的步骤1)采用的微波处理器的微波频率为10Hz。
所述的步骤3)采用的微波处理，其微波频率为300Hz。
所述的超声波，其频率为20Hz。
实施例2
一种碳酸锰矿预处理方法，包括以下步骤：
(1)将碳酸锰矿置于粉碎机中粉碎，并将其过100目的筛，取筛底料，再将筛底料置于微波处理器中处理5min，再将处理完成的筛底料与硝酸按照质量比为1:0.7，并采用搅拌速度为100r/min搅拌处理，并调整温度为45℃，恒温搅拌20min，再将其置于超声处理器中，采用超声波处理30s，得矿浆；
(2)将矿浆置于反应槽中，并向其中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的质量百分数为30％，氢氧化钠加入量为碳酸锰矿的0.5倍重量，再将其置于温度为120℃下，采用超声波处理3min，再将其采用搅拌速度为80r/min搅拌脱硅反应2h，再将其进行过滤，得滤渣和滤液，滤液用于二氧化硅生产工艺中，滤渣待用；
(3)将滤渣置于反应槽中，并采用微波处理至温度为70℃，微波处理时间为20min，再向其中加入氢氧化钠溶液和碳粉，其中氢氧化钠的加入量为滤渣用量的0.3倍，碳粉加入量为滤渣用量的0.07倍，并将其送入超声波处理器中，采用超声波处理5min，再将其过滤，得滤饼和废液，废液返回步骤2)中与矿浆混合，滤饼待用；
(4)将滤饼采用温度为1450℃处理5min，获得锰精矿。
所述的碳粉，其颗粒度为90目。
所述的步骤3)中采用的氢氧化钠溶液，其质量分数为56％。
所述的步骤1)采用的硝酸，其质量分数为15％。
所述的步骤1)采用的微波处理器的微波频率为300Hz。
所述的步骤3)采用的微波处理，其微波频率为400Hz。
所述的超声波，其频率为3000Hz。
实施例3
一种碳酸锰矿预处理方法，包括以下步骤：
(1)将碳酸锰矿置于粉碎机中粉碎，并将其过90目的筛，取筛底料，再将筛底料置于微波处理器中处理4min，再将处理完成的筛底料与硝酸按照质量比为1:0.65，并采用搅拌速度为50r/min搅拌处理，并调整温度为40℃，恒温搅拌15min，再将其置于超声处理器中，采用超声波处理20s，得矿浆；
(2)将矿浆置于反应槽中，并向其中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的质量百分数为20％，氢氧化钠加入量为碳酸锰矿的0.3倍重量，再将其置于温度为100℃下，采用超声波处理2min，再将其采用搅拌速度为70r/min搅拌脱硅反应1.5h，再将其进行过滤，得滤渣和滤液，滤液用于二氧化硅生产工艺中，滤渣待用；
(3)将滤渣置于反应槽中，并采用微波处理至温度为60℃，微波处理时间为15min，再向其中加入氢氧化钠溶液和碳粉，其中氢氧化钠的加入量为滤渣用量的0.2倍，碳粉加入量为滤渣用量的0.05倍，并将其送入超声波处理器中，采用超声波处理4min，再将其过滤，得滤饼和废液，废液返回步骤2)中与矿浆混合，滤饼待用；
(4)将滤饼采用温度为1400℃处理4min，获得锰精矿。
所述的碳粉，其颗粒度为70目。
所述的步骤3)中采用的氢氧化钠溶液，其质量分数为49％。
所述的步骤1)采用的硝酸，其质量分数为10％。
所述的步骤1)采用的微波处理器的微波频率为100Hz。
所述的步骤3)采用的微波处理，其微波频率为350Hz。
所述的超声波，其频率为1000Hz。
实验例：
本发明以专利号为201410468891.3的《一种锰矿的碱浸脱硅方法》进行的锰矿的碱浸脱硅处理，并以其实施例3-实施例5进行操作的方法作为对比组，标号为对比组1、对比组2、对比组3；同时取实施例3-实施例5所采用的原料锰矿作为本发明的实验原料，将其按照本发明的实施例1-3所述的方法分别进行锰矿的预处理作为实验组，标号为实验组1、实验组2、实验组3；并对处理后得出来的锰精矿中的成分进行分析和对比，其结果见表1所示：
表1：
| 对比组1 | 对比组2 | 对比组3 | 实验组1 | 实验组2 | 实验组3 | |
| 锰品位 | 25％ | 24％ | 26％ | 29％ | 31.2％ | 30.7％ |
| 硅脱除率 | 95％ | 96％ | 93％ | 94.7％ | 97.67％ | 96.87％ |
由表1中可以得出，本发明相对现有技术中锰矿的品位改善有较大的突破，并且对硅的脱除率也能达到目前现有技术的标准，甚至比现有技术还较优，进而使得碳酸锰矿的品质得到较大程度的改善，进而降低了锰矿深度处理的成本。
Claims (7)
1.一种碳酸锰矿预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将碳酸锰矿置于粉碎机中粉碎，并将其过80-100目的筛，取筛底料，再将筛底料置于微波处理器中处理3-5min，再将处理完成的筛底料与硝酸按照质量比为1:0.6～0.7，并采用搅拌速度为10-100r/min搅拌处理，并调整温度为35-45℃，恒温搅拌10-20min，再将其置于超声处理器中，采用超声波处理10-30s，得矿浆；
(2)将矿浆置于反应槽中，并向其中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的质量百分数为1-30％，氢氧化钠加入量为碳酸锰矿的0.2-0.5倍重量，再将其置于温度为80-120℃下，采用超声波处理1-3min，再将其采用搅拌速度为50-80r/min搅拌脱硅反应1-2h，再将其进行过滤，得滤渣和滤液，滤液用于二氧化硅生产工艺中，滤渣待用；
(3)将滤渣置于反应槽中，并采用微波处理至温度为50-70℃，微波处理时间为10-20min，再向其中加入氢氧化钠溶液和碳粉，其中氢氧化钠的加入量为滤渣用量的0.1-0.3倍，碳粉加入量为滤渣用量的0.02-0.07倍，并将其送入超声波处理器中，采用超声波处理3-5min，再将其过滤，得滤饼和废液，废液返回步骤2)中与矿浆混合，滤饼待用；
(4)将滤饼采用温度为1300-1450℃处理3-5min，获得锰精矿。
2.如权利要求1所述的碳酸锰矿预处理方法，其特征在于，所述的碳粉，其颗粒度为60-90目。
3.如权利要求1所述的碳酸锰矿预处理方法，其特征在于，所述的步骤3)中采用的氢氧化钠溶液，其质量分数为40-56％。
4.如权利要求1所述的碳酸锰矿预处理方法，其特征在于，所述的步骤1)采用的硝酸，其质量分数为5-15％。
5.如权利要求1所述的碳酸锰矿预处理方法，其特征在于，所述的步骤1)采用的微波处理器的微波频率为10-300Hz。
6.如权利要求1所述的碳酸锰矿预处理方法，其特征在于，所述的步骤3)采用的微波处理，其微波频率为300-400Hz。
7.如权利要求1所述的碳酸锰矿预处理方法，其特征在于，所述的超声波，其频率为20-3000Hz。
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