CN108754151A - 一种电解锰渣中锰的浸出方法 - Google Patents

一种电解锰渣中锰的浸出方法 Download PDF

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吴思展
宋娟
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    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

一种电解锰渣中锰的浸出方法，涉及矿物提取技术领域。电解锰渣中锰的浸出方法，包括将电解锰渣粉末按照液固比1～6：1mL/g与硫酸溶液混合后与碳粉混合得到料浆，其中，电解锰渣粉末与碳粉的质量比为1:0.2～0.5；然后将料浆在40～70℃的温度条件下进行微波处理，在进行微波处理的同时通入氧气进行搅拌，然后过滤分离得到滤液和滤渣，将滤液与碳酸氢钠溶液混合调节pH值至5‑7，在温度为30～50℃的条件下搅拌、沉淀后固液分离得到锰浸出液。该方法工艺简单、锰的浸出率高。

Description

一种电解锰渣中锰的浸出方法
技术领域
本发明涉及矿物提取技术领域，且特别涉及一种电解锰渣中锰的浸出方法。
背景技术
电解锰渣常含有铁、钙、锌等元素。晶体属三方晶系，完整的菱面体晶形少见。通常呈粒状、块状、肾状等集合体。常呈淡玫瑰红色，氧化表面呈褐黑色，玻璃光泽。莫氏硬度3.5～4.5，比重3.6～3.7。在热液、沉积和变质作用条件下均能形成。
我国电解锰渣资源比较丰富，但是随着近年锰行业的迅速发展，电解锰渣石的消耗量急剧增加，造成可供开采的电解锰渣石急剧减少。
为了使得锰矿能够得到充分利用，需要将锰矿中的锰浸出后进行利用，但是传统的浸出方法很难将电解锰渣中的锰元素浸出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电解锰渣中锰的浸出方法，该方法工艺简单、锰的浸出率高。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一种电解锰渣中锰的浸出方法，包括：
将电解锰渣粉末按照液固比1～6：1mL/g与硫酸溶液混合后与碳粉混合得到料浆，其中，电解锰渣粉末与碳粉的质量比为1:0.2～0.5；然后将料浆在40～70℃的温度条件下进行微波处理，在进行微波处理的同时通入氧气进行搅拌，然后过滤分离得到滤液和滤渣，将滤液与碳酸氢钠溶液混合调节pH值至5-7，在温度为30～50℃的条件下搅拌、沉淀后固液分离得到锰浸出液。
本发明实施例的有益效果是：本发明的电解锰渣粉末在微波条件下快速加热，有用矿物与脉石之间形成温度微区差异，然后使得电解锰渣粉末外表面产生微小裂缝，促使有用矿物与脉石解离，增大了有用矿物与硫酸溶液的接触面积，降低了化学反应活化能，使得硫酸溶液、碳粉与有用矿物之间的反应更充分，提高了电解锰渣中锰的浸出率。另外，在进行微波处理的同时通入氧气可使浸出过程产生的Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+在pH值为5-7时可完全沉淀，有利于后续除杂处理。本发明不添加混酸和其他助剂，有利于降低生产成本和简化后续处理工序。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种电解锰渣中锰的浸出方法进行具体说明。
一种电解锰渣中锰的浸出方法，包括：
将电解锰渣粉末按照液固比1～6：1mL/g与硫酸溶液混合后与碳粉混合得到料浆，其中，电解锰渣粉末与碳粉的质量比为1:0.2～0.5；然后将料浆在40～70℃的温度条件下进行微波处理，在进行微波处理的同时通入氧气进行搅拌，然后过滤分离得到滤液和滤渣，将滤液与碳酸氢钠溶液混合调节pH值至5-7，在温度为30～50℃的条件下搅拌、沉淀后固液分离得到锰浸出液。
电解锰渣粉末在微波条件下快速加热，有用矿物与脉石之间因介电损耗差异而形成温度微区差异，然后使得电解锰渣粉末外表面产生微小裂缝，促使有用矿物与脉石解离，增大了有用矿物与硫酸溶液、碳粉的接触面积，降低了化学反应活化能，使得硫酸溶液、碳粉与有用矿物之间的反应更充分，提高了电解锰渣中锰的浸出率。另外，在进行微波处理的同时通入氧气可使浸出过程产生的Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+在pH值为5-7时可完全沉淀，固液分离后可去除铁杂质，得到的浸出液锰的含量更高。且调节pH值没有引入其他不易去除的杂质。节约了后续处理的成本。
在本发明的实施方式中，电解锰渣粉末的粒度为50～120μm。具有该粒度的电解锰渣能与硫酸溶液有较大的接触面积，在微波的作用下，有利于有用矿物与脉石解离，使得硫酸溶液与有用矿物之间的反应更充分，提高了电解锰渣中锰的浸出率。
进一步地，在本发明的一些实施方式中，微波频率为2～5GHz，微波功率为50～300W。在本发明的一些实施方式中，微波频率为3～4GHz，微波功率为100～200W。
需要说明的是，在其他实施方式中，微波频率也可为其他范围，在本发明的实施方式中对微波频率的选择不做限定。
进一步地，硫酸溶液的体积浓度为10～20％。
进一步地，在本发明的一些实施方式中，氧气的通气量为2～5m3/h。在本发明的一些实施方式中，氧气的通气量为3～4m3/h。
另外，在本发明的一些实施方式中，微波处理时的搅拌时间为10～40min。在本发明的一些实施方式中，微波处理的温度为50～60℃。在本发明的一些实施方式中，液固比为2～5:1mL/g。在本发明的一些实施方式中，沉淀的时间为20～60min。
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
将电解锰渣经研磨粉碎筛分后得到粒径为80～120μm的电解锰渣粉末，称取50g的电解锰渣粉末按照液固比为5:1mL/g与体积浓度为10％的硫酸溶液混合，然后与25g碳粉混合得到料浆，将料浆在70℃、微波频率为4GHz、微波功率为200W的条件下进行微波处理，同时以4m3/h通入氧气并进行搅拌40min，然后过滤分离得到滤液和滤渣。
将滤液与碳酸氢钠溶液混合调节pH值至6，在温度为30℃的条件下搅拌、沉淀40min后固液分离得到锰浸出液。
实施例2
将电解锰渣经研磨粉碎筛分后得到粒径为50～100μm的电解锰渣粉末，称取50g的电解锰渣粉末按照液固比为3:1mL/g与体积浓度为15％的硫酸溶液混合，然后与10g碳粉混合得到料浆，将料浆在50℃、微波频率为2GHz、微波功率为100W的条件下进行微波处理，同时以3m3/h通入氧气并进行搅拌30min，然后过滤分离得到滤液和滤渣。
将滤液与碳酸氢钠溶液混合调节pH值至5，在温度为40℃的条件下搅拌、沉淀30min后固液分离得到锰浸出液。
实施例3
将电解锰渣经研磨粉碎筛分后得到粒径为50～80μm的电解锰渣粉末，称取50g的电解锰渣粉末按照液固比为1:1mL/g与体积浓度为20％的硫酸溶液混合，然后与15g碳粉混合得到料浆，将料浆在60℃、微波频率为5GHz、微波功率为150W的条件下进行微波处理，同时以5m3/h通入氧气并进行搅拌10min，然后过滤分离得到滤液和滤渣。
将滤液与碳酸氢钠溶液混合调节pH值至7，在温度为30℃的条件下搅拌、沉淀60min后固液分离得到锰浸出液。
实施例4
将电解锰渣经研磨粉碎筛分后得到粒径为70～100μm的电解锰渣粉末，称取50g的电解锰渣粉末按照液固比为6:1mL/g与体积浓度为16％的硫酸溶液混合，然后与20g碳粉混合得到料浆，将料浆在40℃、微波频率为3GHz、微波功率为100W的条件下进行微波处理，同时以4m3/h通入氧气并进行搅拌20min，然后过滤分离得到滤液和滤渣。
将滤液与碳酸氢钠溶液混合调节pH值至5，在温度为50℃的条件下搅拌、沉淀30min后固液分离得到锰浸出液。
实施例5
将电解锰渣经研磨粉碎筛分后得到粒径为80～100μm的电解锰渣粉末，称取50g的电解锰渣粉末按照液固比为4:1mL/g与体积浓度为12％的硫酸溶液混合，然后与15g碳粉混合得到料浆，将料浆在65℃、微波频率为5GHz、微波功率为50W的条件下进行微波处理，同时以2m3/h通入氧气并进行搅拌30min，然后过滤分离得到滤液和滤渣。
将滤液与碳酸氢钠溶液混合调节pH值至5，在温度为35℃的条件下搅拌、沉淀50min后固液分离得到锰浸出液。
实施例6
将电解锰渣经研磨粉碎筛分后得到粒径为90～120μm的电解锰渣粉末，称取50g的电解锰渣粉末按照液固比为2:1mL/g与体积浓度为20％的硫酸溶液混合，然后与10g碳粉混合得到料浆，将料浆在55℃、微波频率为4GHz、微波功率为200W的条件下进行微波处理，同时以3m3/h通入氧气并进行搅拌40min，然后过滤分离得到滤液和滤渣。
将滤液与碳酸氢钠溶液混合调节pH值至6，在温度为45℃的条件下搅拌、沉淀40min后固液分离得到锰浸出液。
实施例7
将电解锰渣经研磨粉碎筛分后得到粒径为50～100μm的电解锰渣粉末，称取50g的电解锰渣粉末按照液固比为4:1mL/g与体积浓度为10％的硫酸溶液混合，然后与10g碳粉混合得到料浆，将料浆在45℃、微波频率为3GHz、微波功率为300W的条件下进行微波处理，同时以4m3/h通入氧气并进行搅拌30min，然后过滤分离得到滤液和滤渣。
将滤液与碳酸氢钠溶液混合调节pH值至7，在温度为30℃的条件下搅拌、沉淀50min后固液分离得到锰浸出液。
实施例8
将电解锰渣经研磨粉碎筛分后得到粒径为80～100μm的电解锰渣粉末，称取50g的电解锰渣粉末按照液固比为3:1mL/g与体积浓度为15％的硫酸溶液混合，然后与15g碳粉混合得到料浆，将料浆在50℃、微波频率为2GHz、微波功率为250W的条件下进行微波处理，同时以5m3/h通入氧气并进行搅拌20min，然后过滤分离得到滤液和滤渣。
将滤液与碳酸氢钠溶液混合调节pH值至5，在温度为40℃的条件下搅拌、沉淀60min后固液分离得到锰浸出液。
试验例
锰浸出率测试：对实施例1-8的锰浸出液利用原子吸收分光光度法测定浸出的锰的含量为m1，电解锰渣中的锰含量为m0， 实施例1-8的锰浸出率记录在表1中。
表1实施例1-7的锰浸出率
由表1的结果可以看出，实施例1-8的锰浸出率均≥90％。说明了通过本发明实施例的电解锰渣中锰的浸出方法可以得到较高的锰浸出率。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种电解锰渣中锰的浸出方法，其特征在于，包括：
将电解锰渣粉末按照液固比1～6：1mL/g与硫酸溶液混合后与碳粉混合得到料浆，其中，所述电解锰渣粉末与所述碳粉的质量比为1:0.2～0.5；然后将所述料浆在40～70℃的温度条件下进行微波处理，在进行微波处理的同时通入氧气与过氧化氢进行搅拌，然后过滤分离得到滤液和滤渣，将所述滤液与碳酸氢钠溶液混合调节pH值至5-7，在温度为30～50℃的条件下搅拌、沉淀后固液分离得到锰浸出液。
2.根据权利要求1所述的电解锰渣中锰的浸出方法，其特征在于，所述电解锰渣粉末的粒度为50～120μm。
3.根据权利要求1所述的电解锰渣中锰的浸出方法，其特征在于，微波频率为2～5GHz，微波功率为50～300W。
4.根据权利要求3所述的电解锰渣中锰的浸出方法，其特征在于，微波频率为3～4GHz，微波功率为100～200W。
5.根据权利要求1所述的电解锰渣中锰的浸出方法，其特征在于，所述氧气的通气量为2～5m3/h。
6.根据权利要求5所述的电解锰渣中锰的浸出方法，其特征在于，所述氧气的通气量为3～4m3/h。
7.根据权利要求1所述的电解锰渣中锰的浸出方法，其特征在于，所述微波处理时的搅拌时间为10～40min。
8.根据权利要求1所述的电解锰渣中锰的浸出方法，其特征在于，所述液固比为2～5:1mL/g。
9.根据权利要求1所述的电解锰渣中锰的浸出方法，其特征在于，所述微波处理的温度为50～60℃。
10.根据权利要求1所述的电解锰渣中锰的浸出方法，其特征在于，所述沉淀的时间为20～60min。
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