CN106145199A

CN106145199A - 一种以菱锰矿为原料制备电子级碳酸锰的方法

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Publication number: CN106145199A
Application number: CN201510136867.4A
Authority: CN
Inventors: 谢文刚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2016-11-23

Abstract

一种以菱锰矿为原料制备电子级碳酸锰的方法，是以含杂质量很高、含锰量很低、储量丰富、价格低廉的菱锰矿为原料，用氨水和二氧化碳气体为碳化剂，通过菱锰矿浸取硫酸锰、除铁铝、除铜镍铅钴锌、除钙镁、除硅及悬浮物及硫酸锰碳化处理制备碳酸锰。本发明的方法与传统工艺相比，其生产成本约减少约30％，且工艺操作简单，便于大规模生产。

Description

一种以菱锰矿为原料制备电子级碳酸锰的方法

技术领域

本发明属于冶金化工领域，特别是一种以菱锰矿为原料制备电子级碳酸锰的方法。

背景技术

高纯碳酸锰是制造电信器材软磁铁氧体，合成二氧化锰和制造其他锰盐的原料，脱硫的催化剂，瓷釉、涂料和清漆的颜料，用作肥料和饲料添加剂等，在工农业国民经济生产中有着广泛的应用。生产碳酸锰的传统工艺是利用锰矿石浸出得到硫酸锰溶液，再与碳酸盐发生沉淀反应。传统工艺需配制碳酸盐溶液并用到大量的水，碳化效率及产品品质都有待于提高；专利号为CN96118059公布了一种用于制备碳酸锰的清洁生产工艺，以硫酸锰和碳铵为原料，在水相中经复分解反应制得。该工艺是传统工艺，用碳酸盐做碳化剂，需处理大量的废水。专利号为CN94113105公布了用软锰矿生产高纯碳酸锰的方法。该工艺用碳酸盐做碳化剂，产品中杂质含量较高。专利号CN00113535公开了一种高纯碳酸锰的制造方法。用软锰矿和菱锰矿为原料，锰矿用硫酸浸取后，加入氟化物，使可溶性的Ca²⁺、Mg²⁺沉淀为CaF₂、MgF₂，将沉淀物过滤除去，经除杂精制后的硫酸锰溶液与碳铵反应，生成碳酸锰沉淀，用去离子水反复洗涤、干燥后，即得高纯碳酸锰。该法仍然需要配制碳酸盐溶液，碳化率及产品品质都需要提高；专利号为CN201010220892.8公布了一种碳酸锰的制备方法，用到二氧化碳气体。该法没有考虑溶液的净化，产品仅仅钠含量较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种以含杂质量很高、含锰量很低、储量丰富、价格低廉的菱锰矿为原料，用氨水和二氧化碳气体为碳化剂制备电子级碳酸锰的方法。

其生产步骤如下：

1、菱锰矿浸取硫酸锰：选用锰含量7-13％的菱锰矿，磨矿细度：85-90目，用重量百分比浓度为25-30％的硫酸溶液，按液固比(重量比)3-5∶1-1.5配制，在50-70℃温度下，浸出时间4-6小时，过滤得到pH值1-2的硫酸锰溶液，锰浸出率为92-96％，浸取硫酸锰化学反应方程式：MnCO₃+H₂SO₄＝MnSO₄+CO₂↑+H₂O；

2、除铁、铝：浸取的硫酸锰溶液用重量百分比浓度为15-20％的氨水调节硫酸锰溶液pH值到6-6.5，沉淀、过滤除去铁、铝，其除铁、铝方程式：M³⁺+3OH^-＝M(OH)₃↓(M代表铁、铝金属离子)；

3、除去铜、镍、铅、钴、锌：硫酸锰滤液中加入硫化铵饱和溶液，按每立方硫酸锰溶液加入0.05-0.1公斤，除去铜、镍、铅、钴、锌等重金属离子，其除去铜、镍、铅、钴、锌方程式：M²⁺+S^2-＝MS↓(M代表铅、铜、锌、镍、钴等重金属离子)；

4、除钙、镁：硫酸锰溶液中加氟化铵、氟化氢铵，氟化铵和氟化氢铵重量百分比浓度为1-2％，加入量按每立方溶液加入氟化铵溶液15-20公斤，氟化氢铵溶液5-10公斤，搅拌、沉淀、过滤除去钙、镁离子，其除钙、镁方程式：M²⁺+2F^-＝MF₂↓(M代表钙、镁离子)，得到纯化的硫酸锰溶液；

5、除硅及悬浮物：经过上述工序(4、)的纯化硫酸锰溶液中加入复合药剂为：工业级90％硫酸铝1-2公斤，25-30％的工业级双氧水0.5-1.5公斤，15-20％的氨水0.5-1.5公斤，活性炭1-2公斤，按重量比配制，以上份量为一个立方米硫酸锰溶液单位用量，搅拌、沉淀、过滤，其方程式Al³⁺+3OH^-＝Al(OH)₃↓，活性碳吸附溶液中悬浮物，得到净化的硫酸锰溶液；

6、硫酸锰碳化处理制备碳酸锰：经过上述工序(5、)的净化硫酸锰溶液，按每立方溶液一次性加入15-20％氨水90-150kg，充入二氧化碳气体，其用量是理论用量的1-1.1倍，充气搅拌反应完毕后静置2-4小时，沉淀、过滤得到碳酸锰，碳酸锰经过洗涤、脱水、烘干，即得电子级碳酸锰，其它杂质则留在滤液中去除，其方程式：Mn²⁺+H₂O+2NH₃+CO₂＝MnCO₃↓+2NH₄ ⁺。

本发明的方法与传统工艺相比，其生产成本约减少约30％，且工艺操作简单，便于大规模生产。

具体实施方式

实施例1：低品位菱锰矿石，含锰13.45％.磨矿细度：85-90目，液固比5∶1，浸出时间6小时，温度70℃，硫酸重量百分比浓度为27％，过滤。滤液用重量百分比浓度为15％氨水调节溶液pH＝6.5，过滤除铁、铝，得到硫酸锰溶液，锰浸出率为93％。硫酸锰溶液中加硫化铵饱和溶液除重金属离子，硫化铵摩尔浓度为0.1M。加入2％氟化铵和1％氟化氢铵除钙、镁，过滤杂质沉淀物，得到纯化硫酸锰溶液。加入复合除硅剂，过滤得到净化硫酸锰溶液。硫酸锰溶液中一次性加入计量好的氨水，充入二氧化碳气体，其用量是理论用量的1.1倍，反应完毕后静置2小时，过滤、洗涤、干燥得到碳酸锰。产品指标的成分含量(重量百分比％)为：Mn44.53，SiO₂ 0.0043，Ca 0.0057，Mg 0.0030，Pb 0.0007，SO₄ ^2-0.01，Cu 0.0028，Ni 0.0025，Co 0.0018，Zn 0.0054，Al 0.0020，Cd 0.0001，Se＜0.0001。

实施例2：低品位菱锰矿石，含锰13.58％.磨矿细度：85-90目，液固比5∶1，浸出时间6小时，温度70℃，硫酸重量百分比浓度为27％，过滤。用重量百分比浓度为15％氨水调节溶液pH＝6.5，过滤除铁、铝，得到硫酸锰溶液，锰浸出率为94％。硫酸锰溶液中加硫化铵饱和溶液除重金属离子，硫化铵摩尔浓度为0.1M。加氟化铵2％和1％氟化氢铵除钙、镁，过滤杂质沉淀物，得到纯化硫酸锰溶液。加入复合除硅剂，过滤得到净化硫酸锰溶液。硫酸锰溶液中一次性加入计量好的氨水，充入二氧化碳气体，其用量是理论用量的1.1倍，反应完毕后静置2小时，过滤、洗涤、干燥得到碳酸锰。产品指标的成分含量(重量百分比％)为：Mn 44.48，SiO₂ 0.0054，Ca 0.0035，Mg 0.0028，Pb 0.0006，SO₄ ^2-0.01，Cu 0.0023，Ni 0.0035，Co 0.0028，Zn 0.0044Al 0.0017，Cd 0.0001，Se＜0.0001。

与已有的技术相比，本发明具有以下特点：一是制备电子碳锰，原料使用的是我国锰矿区低品位的菱锰矿，含锰量在10-15％，提高了贫锰矿资源利用率；二是能耗低，由于在硫酸锰溶液中充入二氧化碳气体，提高了碳化效果，加快了反应时间，同时也降低了能耗；三是生产成本低：二氧化碳价格低廉，在溶液中充入，勿需配制碳酸盐溶液，由于气体的充入，碳化效率提高，生产成本为传统工艺的70％左右；四是产品纯度高：由于多道工序的除杂、除铁、铝、除去铜、镍、铅、钴、锌等重金属离子，除去钙、镁离子、除硅及悬浮物以及二氧化碳气体的充入，沉淀夹带的杂质减少，产品纯度高。

Claims

1.一种以菱锰矿为原料制备电子级碳酸锰的方法，是以含杂质量很高、含锰量很低、储量丰富、价格低廉的菱锰矿为原料，通过菱锰矿浸取硫酸锰、除铁铝、除铜镍铅钴锌、除钙镁、除硅及悬浮物及硫酸锰碳化处理制备碳酸锰，其生产步骤如下：

（1）、菱锰矿浸取硫酸锰：选用锰含量7-13％的菱锰矿，磨矿细度：85-90目，用重量百分比浓度为25-30％的硫酸溶液，按液固比(重量比)3-5∶1-1.5配制，在50-70℃温度下，浸出时间4-6小时，过滤得到pH值1-2的硫酸锰溶液，锰浸出率为92-96％，浸取硫酸锰化学反应方程式：MnCO₃+H₂SO₄＝MnSO₄+CO₂↑+H₂O；

（2）、除铁、铝：浸取的硫酸锰溶液用重量百分比浓度为15-20％的氨水调节硫酸锰溶液pH值到6-6.5，沉淀、过滤除去铁、铝，其除铁、铝方程式：M³⁺+3OH^-＝M(OH)₃↓(M代表铁、铝金属离子)；

（3）、除去铜、镍、铅、钴、锌：硫酸锰滤液中加入硫化铵饱和溶液，按每立方硫酸锰溶液加入0.05-0.1公斤，除去铜、镍、铅、钴、锌等重金属离子，其除去铜、镍、铅、钴、锌方程式：M²⁺+S^2-＝MS↓(M代表铅、铜、锌、镍、钴等重金属离子)；

（4）、除钙、镁：硫酸锰溶液中加氟化铵、氟化氢铵，氟化铵和氟化氢铵重量百分比浓度为1-2％，加入量按每立方溶液加入氟化铵溶液15-20公斤，氟化氢铵溶液5-10公斤，搅拌、沉淀、过滤除去钙、镁离子，其除钙、镁方程式：M²⁺+2F^-＝MF₂↓(M代表钙、镁离子)，得到纯化的硫酸锰溶液；

（5）、除硅及悬浮物：经过上述工序(4、)的纯化硫酸锰溶液中加入复合药剂为：工业级90％硫酸铝1-2公斤，25-30％的工业级双氧水0.5-1.5公斤，15-20％的氨水0.5-1.5公斤，活性炭1-2公斤，按重量比配制，以上份量为一个立方米硫酸锰溶液单位用量，搅拌、沉淀、过滤，其方程式Al³⁺+3OH^-＝Al(OH)₃↓，活性碳吸附溶液中悬浮物，得到净化的硫酸锰溶液；

（6）、硫酸锰碳化处理制备碳酸锰：经过上述工序(5、)的净化硫酸锰溶液，按每立方溶液一次性加入15-20％氨水90-150kg，充入二氧化碳气体，其用量是理论用量的1-1.1倍，充气搅拌反应完毕后静置2-4小时，沉淀、过滤得到碳酸锰，碳酸锰经过洗涤、脱水、烘干，即得电子级碳酸锰，其它杂质则留在滤液中去除，其方程式：Mn²⁺+H₂O+2NH₃+CO₂＝MnCO₃↓+2NH₄ ⁺。