CN108588402A - 一种加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法，包括以下步骤：焙烧；向焙烧料加入混合液，混合液为酸洗液、水洗液、结晶母液和酸溶液的混合获得，搅拌，得硫酸锰浸出液和浸出渣；浸出渣酸洗及水洗；硫酸锰浸出液结晶得硫酸锰产品；洗渣制作烧结矿。本发明能重复利用生产过程中的酸洗液、水洗液和结晶母液，且能对生产过程中产生的浸出渣进行循环利用，无废渣产生，节能环保，具有巨大的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及氧化锰矿利用技术领域，尤其是一种加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法。
背景技术
锰在自然界分布很广，几乎各种矿石及硅酸盐的岩石中均含有锰。锰矿最常见的是无水和含水的氧化锰和碳酸锰，现已知的锰矿物有150种，但含锰最高，能大量富集形成有经济价值的锰矿物却不过5-6种，其中最重要、最有经济价值的是软锰矿和硬锰矿，另外还有水锰矿、褐锰矿、黑锰矿、菱锰矿等。这些矿物中锰的含量可达50～70% 左右，是锰的重要工业矿物。
目前我国进口锰矿较多的国家有澳大利亚、印度、加蓬等。锰矿规格为锰含量不小于45%，二氧化硅不大于12.5%，磷不大于0.05%，粒度分两种规格，一种1～8mm不小于80%、另一种10～80mm不小于80%。
但是目前从加蓬进口的氧化锰矿锰含量低，铁、磷含量较高，属于低贫杂难处理锰矿，采用其直接生产电解金属锰，由于锰含量较低，杂质含量较高，还原浸出效果不理想，经济效益不好。
发明内容
本发明公开了一种加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法，能重复利用生产过程中的酸洗液、水洗液和结晶母液，且能对生产过程中产生的浸出渣进行循环利用，节能环保，具有巨大的经济效益。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法，包括以下步骤：
S1. 加蓬氧化矿与煤粉混合焙烧，控制生成Mn2+的转化率为85~92%，生成Fe2+的转化率为10~15%，获得焙烧料；
S2；向焙烧料加入混合液，所述混合液为酸洗液、水洗液、结晶母液和酸溶液的混合获得，控制混合液中的酸成分与焙烧料的质量比为0.5~0.6，搅拌，得硫酸锰浸出液和浸出渣；
S3.浸出渣采用pH值为2~3的酸溶液进行酸洗，酸洗后过滤，得酸洗液和一次洗渣，一次洗渣再用水洗，水洗后过滤，得水洗液和二次洗渣，酸洗液和水洗液返回步骤S2重复利用；
S4.硫酸锰浸出液预浓缩，然后结晶，获得结晶母液和结晶硫酸锰产品，结晶母液返回步骤S2重复利用；
S5.将二次洗渣与焦粉、石灰粉/加蓬高铁氧化锰矿粉混合，加入水及粘合剂造球，造球团至直径为5~10mm，烧结，二次洗渣与石灰粉/加蓬高铁氧化锰矿粉的质量比为100:1~25，焦粉的质量为二次洗渣和石灰粉/加蓬高铁氧化锰矿粉总质量的6~9%，烧结温度为890~910℃，制得烧结矿。
优选的，所述步骤S1中，加蓬氧化矿与煤粉的质量比为100:12~15.5，焙烧温度为800~850℃，焙烧时间为42~50min。更优选的，所述步骤S1中，加蓬氧化矿与煤粉的质量比为100:15，焙烧温度为850℃，焙烧时间为45min。
优选的，所述步骤S2中，焙烧料与混合液的比例为1:2.4~4.0kg/L。
优选的，所述步骤S2中，焙烧料加入混合液搅拌2-3小时后，加入除铁锰粉，每1L混合液加入锰粉的质量为1.3~1.5kg。
优选的，硫酸锰浸出液在预浓缩前预先加入硫化钡除去重金属，每1L硫酸锰浸出液加入硫化钡的质量为0.04~0.28kg。
优选的，所述步骤S3中，浸出渣采用pH值为2.5~3的酸溶液进行酸洗，酸洗的时间为2~2.5h。
优选的，所述步骤S4中，硫酸锰浸出液预浓缩至40~41°Bé。
优选的，所述步骤S5中，二次洗渣与石灰粉的质量比为100:5，焦粉的质量为二次洗渣和石灰粉总质量的8%，烧结温度为900℃。
优选的，所述步骤S5中，二次洗渣与加蓬高铁氧化锰矿粉的质量比为100:25，焦粉的质量为二次洗渣和加蓬高铁氧化锰矿粉总质量的8%，烧结温度为900℃。
以上所述的加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法，具有以下优点：
（1）通过控制加蓬高铁锰矿与还原煤粉的比例、还原焙烧温度、还原时间，确保加蓬高铁锰矿的还原率在85%以上，铁的还原率在10~15%；
（2）在生产硫酸锰的过程中获得的硫酸锰浸出液pH值控制在5左右，有利于保证Fe3+的充分水解，形成Fe(OH)3胶体具有吸附作用，从而达到除杂作用，进而可提高硫酸锰浸出液的质量，使生产出来的硫酸锰主含量比较高，平均能达到98.78%，钙、镁、铁、氯含量均控制得比较低，水不溶物含量平均为0.016%，远低于行标0.05%的要求。
（3）生产过程中的酸洗液、水洗液和结晶母液可以回收利用来浸锰，能降低酸和水的用量，降低生产成本。
（4）生产过程中产生的浸出渣能制成烧结矿用于高炉富锰渣的生产原料，使整个过程能实现无渣化循环生产，从而降低征地费用，并减少排渣费用和渣库管理费用，节能环保。
（5）通过本发明的方法，能大大降低生产成本，同时广泛推广无渣化工艺，实现加蓬锰矿深加工的生态循环经济，引领行业清洁生产。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于以下实施例。
实施例1
一种加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法，包括以下步骤：
S1. 加蓬氧化矿与煤粉混合焙烧，加蓬氧化矿与煤粉的质量比为100:15，焙烧温度为850℃，焙烧时间为45min，控制生成Mn2+的转化率为90%，生成Fe2+的转化率为10%，获得焙烧料；
S2；向焙烧料加入混合液，焙烧料与混合液的比例为1:2.6kg/L,混合液为酸洗液、水洗液、结晶母液和硫酸的混合获得，控制混合液中的酸成分与焙烧料的质量比为0.55，搅拌2-3小时后，加入锰粉，每1L混合液加入除铁锰粉的质量为2.7kg，搅拌30-60min，得硫酸锰浸出液和浸出渣；
S3.浸出渣采用pH值为2.5~3的酸溶液进行酸洗2h，酸洗后过滤，得酸洗液和一次洗渣，一次洗渣再用水洗，水洗后过滤，得水洗液和二次洗渣，酸洗液和水洗液返回步骤S2重复利用；
S4.硫酸锰浸出液加入硫化钡除去重金属，每1L硫酸锰浸出液加入硫化钡的质量为0.14kg，搅拌，过滤，预浓缩至40°Bé，然后结晶，获得结晶母液和结晶硫酸锰产品，结晶母液返回步骤S2重复利用；
S5.将二次洗渣与焦粉、石灰粉混合，加入水及粘合剂造球，造球团至直径为5mm，烧结，二次洗渣与石灰粉的质量比为100:5，焦粉的质量为二次洗渣和石灰粉总质量的8%，烧结温度为900℃，制得烧结矿。
本实施例中，制得的硫酸锰产品检测指标如表1所示：
表1 硫酸锰产品检测结果
| Mn（%） | 32.22 | Pb(ppm) | 2.29 |
| MnSO4.H2O（%） | 99.11 | Cd (ppm) | 1.78 |
| Fe （%） | 0.0006 | Co(ppm) | 214.78 |
| Cl（%） | 0.0003 | Ni(ppm) | 96.88 |
| H2O (%) | 0.1 | K (ppm) | 277.9 |
| 水不溶物 (%) | 0.011 | Ca (ppm) | 1121.11 |
| pH | 6.53 | Mg(ppm) | 897.45 |
| As(ppm) | 0.11 | Na(ppm) | 169.57 |
本实施例制得的烧结矿产品检测指标如表2所示：
表2烧结矿产品检测结果
金属转化率为83.87%，硬度较好。
实施例2
一种加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法，包括以下步骤：
S1. 加蓬氧化矿与煤粉混合焙烧，加蓬氧化矿与煤粉的质量比为100:15，焙烧温度为850℃，焙烧时间为45min，控制生成Mn2+的转化率为90%，生成Fe2+的转化率为10%，获得焙烧料；
S2；向焙烧料加入混合液，焙烧料与混合液的比例为1:2.6kg/L,混合液为酸洗液、水洗液、结晶母液和硫酸的混合获得，控制混合液中的酸成分与焙烧料的质量比为0.55，搅拌2-3小时后，加入锰粉，每1L混合液加入除铁锰粉的质量为2.7kg，搅拌30-60min，得硫酸锰浸出液和浸出渣，在本步骤中，Mn的浸出率为95.8%；
S3.浸出渣采用pH值为2.5~3的酸溶液进行酸洗2h，酸洗后过滤，得酸洗液和一次洗渣，一次洗渣再用水洗，水洗后过滤，得水洗液和二次洗渣，酸洗液和水洗液返回步骤S2重复利用；
S4.硫酸锰浸出液加入硫化钡除去重金属，每1L硫酸锰浸出液加入硫化钡的质量为0.14kg，搅拌，过滤，预浓缩至40°Bé，然后结晶，获得结晶母液和结晶硫酸锰产品，结晶母液返回步骤S2重复利用；
S5.将二次洗渣与焦粉、石灰粉混合，加入水及粘合剂造球，造球团至直径为5mm，烧结，二次洗渣与加蓬高铁氧化锰矿粉的质量比为100:25，焦粉的质量为二次洗渣和加蓬高铁氧化锰矿粉总质量的8%，烧结温度为900℃，制得烧结矿。
本实施例中，制得的硫酸锰产品同实施例1。
本实施例制得的烧结矿产品检测指标如表3所示：
表3烧结矿产品检测结果
实施例3
一种加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法，包括以下步骤：
S1. 加蓬氧化矿与煤粉混合焙烧，加蓬氧化矿与煤粉的质量比为100:12.3，焙烧温度为850℃，焙烧时间为45min，控制生成Mn2+的转化率为87.68%，生成Fe2+的转化率为10%，获得焙烧料；
S2；向焙烧料加入混合液，焙烧料与混合液的比例为1:3.7kg/L，混合液为酸洗液、水洗液、结晶母液和硫酸的混合获得，控制混合液中的酸成分与焙烧料的质量比为0.56，搅拌2-3小时后，加入锰粉，每1L混合液加入除铁锰粉的质量为1.8kg，搅拌30-60min，得硫酸锰浸出液和浸出渣；在本步骤中，Mn的浸出率为87.2%；
S3.浸出渣采用pH值为2.0~2.5的酸溶液进行酸洗2h，酸洗后过滤，得酸洗液和一次洗渣，一次洗渣再用水洗，水洗后过滤，得水洗液和二次洗渣，酸洗液和水洗液返回步骤S2重复利用；
S4.硫酸锰浸出液加入硫化钡除去重金属，每1L硫酸锰浸出液加入硫化钡的质量为0.25kg，搅拌，过滤，预浓缩至40°Bé，然后结晶，获得结晶母液和结晶硫酸锰产品，结晶母液返回步骤S2重复利用；
S5.将二次洗渣与焦粉、石灰粉混合，加入水及粘合剂造球，造球团至直径为5mm，烧结，二次洗渣与石灰粉的质量比为100:1，焦粉的质量为二次洗渣和石灰粉总质量的8%，烧结温度为900℃，制得烧结矿。
本实施例中，制得的硫酸锰产品检测指标如表4所示：
表4 硫酸锰产品检测结果
| Mn（%） | 32.14 | Pb(ppm) | 1.98 |
| MnSO4.H2O（%） | 98.86 | Cd (ppm) | 0.94 |
| Fe （%） | 0.0007 | Co(ppm) | 174.92 |
| Cl（%） | 0.0003 | Ni(ppm) | 109.49 |
| H2O (%) | 0.21 | K (ppm) | 269.54 |
| 水不溶物 (%) | 0.011 | Ca (ppm) | 1294.6 |
| pH | 6.42 | Mg(ppm) | 1313.7 |
| As(ppm) | 0.12 | Na(ppm) | 185.6 |
实施例4
一种加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法，包括以下步骤：
S1. 加蓬氧化矿与煤粉混合焙烧，加蓬氧化矿与煤粉的质量比为100:15.4，焙烧温度为850℃，焙烧时间为45min，控制生成Mn2+的转化率为87.30%，生成Fe2+的转化率为10%，获得焙烧料；
S2；向焙烧料加入混合液，焙烧料与混合液的比例为1:2.4kg/L，混合液为酸洗液、水洗液、结晶母液和硫酸的混合获得，控制混合液中的酸成分与焙烧料的质量比为0.5，搅拌2-3小时后，加入锰粉，每1L混合液加入除铁锰粉的质量为2.7kg，搅拌30~60min，得硫酸锰浸出液和浸出渣；
S3.浸出渣采用pH值为2.5~3.0的酸溶液进行酸洗2h，酸洗后过滤，得酸洗液和一次洗渣，一次洗渣再用水洗，水洗后过滤，得水洗液和二次洗渣，酸洗液和水洗液返回步骤S2重复利用；
S4.硫酸锰浸出液预浓缩至40°Bé，然后结晶，获得结晶母液和结晶硫酸锰产品，结晶母液返回步骤S2重复利用；
S5.将二次洗渣与焦粉、石灰粉混合，加入水及粘合剂造球，造球团至直径为5mm，烧结，二次洗渣与石灰粉的质量比为100:5，焦粉的质量为二次洗渣和石灰粉总质量的8%，烧结温度为900℃，制得烧结矿。
本实施例中，制得的硫酸锰产品检测指标如表4所示：
表4 硫酸锰产品检测结果
| Mn（%） | 32.15 | Pb(ppm) | 1.99 |
| MnSO4.H2O（%） | 98.89 | Cd (ppm) | 2.12 |
| Fe （%） | 0.0005 | Co(ppm) | 229.07 |
| Cl（%） | 0.0002 | Ni(ppm) | 92.15 |
| H2O (%) | 0.15 | K (ppm) | 259.51 |
| 水不溶物 (%) | 0.017 | Ca (ppm) | 1114.79 |
| pH | 7.13 | Mg(ppm) | 866.14 |
| As(ppm) | 0.11 | Na(ppm) | 175.43 |
Claims (10)
1.一种加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法，其特征在于包括以下步骤：
S1. 加蓬氧化矿与煤粉混合焙烧，控制生成Mn2+的转化率为85~92%，生成Fe2+的转化率为10~15%，获得焙烧料；
S2.向焙烧料加入混合液，所述混合液为酸洗液、水洗液、结晶母液和酸溶液的混合获得，控制混合液中的酸成分与焙烧料的质量比为0.5~0.6，搅拌，得硫酸锰浸出液和浸出渣；
S3.浸出渣采用pH值为2~3的酸溶液进行酸洗，酸洗后过滤，得酸洗液和一次洗渣，一次洗渣再用水洗，水洗后过滤，得水洗液和二次洗渣，酸洗液和水洗液返回步骤S2重复利用；
S4.硫酸锰浸出液预浓缩，然后结晶，获得结晶母液和结晶硫酸锰产品，结晶母液返回步骤S2重复利用；
S5.将二次洗渣与焦粉、石灰粉/加蓬高铁氧化锰矿粉混合，加入水及粘合剂造球，造球团至直径为5~10mm，烧结，二次洗渣与石灰粉/加蓬高铁氧化锰矿粉的质量比为100:1~25，焦粉的质量为二次洗渣和石灰粉/加蓬高铁氧化锰矿粉总质量的6~9%，烧结温度为890~910℃，制得烧结矿。
2.根据权利要求1所述的加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法，其特征在于：
所述步骤S1中，加蓬氧化矿与煤粉的质量比为100:12~15.5，焙烧温度为800~850℃，焙烧时间为42~50min。
3.根据权利要求2所述的加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法，其特征在于：
所述步骤S1中，加蓬氧化矿与煤粉的质量比为100:15，焙烧温度为850℃，焙烧时间为45min。
4.根据权利要求1所述的加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法，其特征在于：
所述步骤S2中，焙烧料与混合液的比例为1:2.4~4.0kg/L。
5.根据权利要求1所述的加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法，其特征在于：
所述步骤S2中，焙烧料加入混合液搅拌2-3小时后，加入除铁锰粉，每1L混合液加入锰粉的质量为1.3~2.8kg。
6.根据权利要求1所述的加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法，其特征在于：
硫酸锰浸出液在预浓缩前预先加入硫化钡除去重金属，每1L硫酸锰浸出液加入硫化钡的质量为0.04~0.28kg。
7.根据权利要求1所述的加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法，其特征在于：
所述步骤S3中，浸出渣采用pH值为2.5~3的酸溶液进行酸洗，酸洗的时间为2~2.5h。
8.根据权利要求1所述的加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法，其特征在于：
所述步骤S4中，硫酸锰浸出液预浓缩至40~41°Bé。
9.根据权利要求1所述的加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法，其特征在于：
所述步骤S5中，二次洗渣与石灰粉的质量比为100:5，焦粉的质量为二次洗渣和石灰粉总质量的8%，烧结温度为900℃。
10.根据权利要求1所述的加蓬高铁氧化锰矿的环保利用方法，其特征在于：
所述步骤S5中，二次洗渣与加蓬高铁氧化锰矿粉的质量比为100:25，焦粉的质量为二次洗渣和加蓬高铁氧化锰矿粉总质量的8%，烧结温度为900℃。
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| CN104817116A (zh) * | 2015-04-21 | 2015-08-05 | 北京矿冶研究总院 | 一种氧化锰矿生产硫酸锰的方法 |
| CN107586950A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-16 | 四川德胜集团钒钛有限公司 | 一种含除磷钢渣的烧结矿的生产方法 |
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