CN109593959A - 一种软锰矿和闪锌矿联合氧压酸浸工艺 - Google Patents

一种软锰矿和闪锌矿联合氧压酸浸工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及湿法冶金技术中的浸出领域，公开了一种软锰矿和闪锌矿联合氧压酸浸工艺，包括以下步骤：(1)调浆：在软锰矿和闪锌矿中加入水和酸进行调浆；(2)联合浸出：将浆料打入高压釜，密封后通入氧气浸出0.85小时‑1.25小时，得浸出液；(3)闪蒸：将浸出液送入闪蒸槽降温降压后回收蒸汽，再降低温度，然后送浓密机分离，得上清液和底流；(4)将底流进行浮选回收硫得硫精矿，从上清液回收金属锌和二氧化锰。本发明采用氧压联合酸浸工艺，同时浸出软锰矿中的锰和闪锌矿中的锌等物质，充分的利用自然资源中的锌、锰和硫，减少了资源的浪费；该工艺具有流程短、成本低、环境友好、设备腐蚀小，试剂消耗少，无三废污染，易实现产业化的优点。

Description

一种软锰矿和闪锌矿联合氧压酸浸工艺
技术领域
本发明涉及湿法冶金技术中的浸出领域，尤其是一种软锰矿和闪锌矿酸浸工艺。
背景技术
软锰矿，成分二氧化锰，是一种常见的锰矿物。软锰矿含锰为63.19％左右，是重要的锰矿石。软锰矿非常软，它的颜色为浅灰到黑，具有金属光泽。软锰矿一般为块状或肾状或土状，有时具有放射纤维状形态。有趣的是有些软锰矿还呈现出一种树枝状附于岩石面上，人称假化石。软锰矿是其他锰矿石变成的，在沼泽、湖海等形成的沉积物中也可以形成软锰矿。
闪锌矿内部主要的化学成分为ZnS、晶体属等轴晶系的硫化物矿物。闪锌矿含锌67.1％左右；通常含铁，铁含量最高可达30％，含铁量大于10％的称为铁闪锌矿；此外常含锰、镉、铟、铊、镓、锗等稀有元素。因此闪锌矿不仅是提炼锌的最重要矿物原料，还是提取上述稀有元素的原料。闪锌矿是分布最广的锌矿物，主要为热液成因，几乎总是与方铅矿共生。
我国盛产软锰矿和闪锌矿，但随着环保政策的日益严格，难处理复杂多金属矿的增多，综合回收的呼声越来越高，因湿法冶金显示出其独特的优势，故有色金属的湿法处理比例将越来越高。在冶金工业实践中，若一种金属氧化矿的处理涉及到还原问题，另外一种还原矿需要氧化工序，我们便可以考虑耦合浸出。由软锰矿生产二氧化锰，需要还原，而作为典型的闪锌矿处理流程，需要焙烧。若能耦合浸出这两种矿物，则可以省掉两步重要的“冗余”的步骤，即软锰矿的还原和闪锌矿的氧化，以及相应的工艺，比如粉磨等，大量减少了三废的排放，实现了真正的绿色化工过程。唐尚文等的《用闪锌矿(方铅矿)精矿催化还原软锰矿(大洋锰结核矿)制取硫酸锰》公开了用闪锌矿催化还原软锰矿，同时制取锰盐和锌盐，但是锰和锌的浸出率低，造成锰和锌资源的浪费，因此，提高在闪锌矿精矿催化还原软锰矿的过程中，如何同时提高锰和锌的浸出率，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种软锰矿和闪锌矿联合氧压酸浸工艺，该工艺同时提高了软锰矿中的锰和闪锌矿中的锌的浸出率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种软锰矿和闪锌矿联合氧压酸浸工艺，包括以下步骤：
(1)调浆：在软锰矿和闪锌矿中加入水和酸进行调浆，所得浆料的液固比为3.8～4.6∶1，所述浆料中酸的浓度为14mol/L～22mol/L，所述浆料中锰和锌的摩尔比为1∶0.7～1.3；
(2)联合浸出：将步骤(1)所得的浆料打入高压釜，密封后通入氧气浸出0.85小时～1.25小时，得浸出液，所述通入氧气的流速为0.6L/Min～2.1L/Min，所述高压釜中的压力控制为0.1MP～0.5MPa；
(3)闪蒸：将步骤(2)所得的浸出液送入闪蒸槽降温降压后回收蒸汽，然后再降低温度，使浸出液中熔融状态的硫冷凝成固态硫，然后送浓密机分离，得上清液和底流；
(4)将步骤(3)所得的含有固态硫的底流进行浮选回收硫得硫精矿，从上清液回收金属锌和二氧化锰。
进一步的，所述步骤(3)中将浸出液送入闪蒸槽降温至112℃～130℃并降压后回收蒸汽，然后再降低温度至95℃～105℃，使浸出液中熔融状态的硫冷凝成固态硫。
进一步的，所述步骤(3)中将浸出液送入闪蒸槽降温至120℃并降压后回收蒸汽，然后再降低温度至100℃，使浸出液中熔融状态的硫冷凝成固态硫。
进一步的，所述步骤(2)中通入氧气的体积浓度为60％～99.2％。
进一步的，将所述步骤(4)中回收的硫精矿进行熔融，再通过加热过滤，得到含硫大于99％的元素硫。
进一步的，步骤(1)所述的软锰矿中Mn的含量大于等于50％，闪锌矿中的Zn的含量大于等于45％。
进一步的，步骤(1)所述的酸可选用硫酸、盐酸或硝酸。
进一步的，步骤(1)所述的酸可选用质量分数为92.5％～98.0％的硫酸。
本发明的有益效果是：本发明采用氧压联合酸浸工艺，同时浸出软锰矿中的锰和闪锌矿中的锌等物质，锰的浸出率达到90％以上、锌的浸出率达到93％以上，且所得的单质硫的纯度达99％以上，充分的利用的自然资源中的锌、锰和硫，减少了资源的浪费；该工艺具有流程短、成本低、环境友好、设备腐蚀小，试剂消耗少，无三废污染，易实现产业化的优点。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明中，未特别指明的百分含量均指质量百分数。
实施例1：
备料：162克软锰矿(二氧化锰含量49.5％)，111克闪锌矿(锌含量为64.1％)，自来水，浓硫酸，工业氧气。
一种软锰矿和闪锌矿联合氧压酸浸工艺，包括以下步骤：
(1)调浆：在软锰矿和闪锌矿中加入水和酸进行调浆，所得浆料的液固比为4.6∶1，所述浆料中硫酸的浓度为22mol/L；
(2)联合浸出：将步骤(1)所得的浆料打入高压釜，密封后通入氧气浸出1.25小时，得浸出液，所述通入氧气的流速为2.1L/Min，所述高压釜中的压力控制为0.50MPa；
(3)闪蒸：将步骤(2)所得的浸出液送入闪蒸槽降温至112℃～130℃并降压后回收蒸汽，然后再降低温度至95℃～105℃，使浸出液中熔融状态的硫冷凝成固态硫，然后送浓密机分离，得上清液和底流；
(4)将步骤(3)所得的含有固态硫的底流进行浮选回收硫得硫精矿，从上清液中通过电解工艺回收金属锌和二氧化锰，回收的硫精矿进行熔融，再通过加热过滤，含硫大于99％的元素硫。二氧化锰的浸出率为94.4％，锌浸出率为98.7％。
实施例2：
原料：169克软锰矿(二氧化锰含量48.9％)，113克闪锌矿(锌含量为63.7％)，自来水，浓硫酸，工业氧气。
一种软锰矿和闪锌矿联合氧压酸浸工艺，包括以下步骤：
(1)调浆：在软锰矿和闪锌矿中加入水和酸进行调浆，所得浆料的液固比为3.8∶1，所述浆料中硫酸的浓度为14mol/L；
(2)联合浸出：将步骤(1)所得的浆料打入高压釜，密封后通入氧气浸出0.85小时，得浸出液，所述通入氧气的流速为1.5L/Min，所述高压釜中的压力控制为0.30MPa；
(3)闪蒸：将步骤(2)所得的浸出液送入闪蒸槽降温至120℃并降压后回收蒸汽，然后再降低温度至100℃，使浸出液中熔融状态的硫冷凝成固态硫，然后送浓密机分离，得上清液和底流；
(4)将步骤(3)所得的含有固态硫的底流进行浮选回收硫得硫精矿，从上清液中通过电解工艺回收金属锌和二氧化锰，回收的硫精矿进行熔融，再通过加热过滤，含硫大于99％的元素硫。二氧化锰的浸出率为90.4％，锌浸出率为93.7％。
实施例3：
原料：159克软锰矿(二氧化锰含量48.8％)，111克闪锌矿(锌含量为64.1％)，自来水，浓硫酸，工业氧气。
一种软锰矿和闪锌矿联合氧压酸浸工艺，包括以下步骤：
(1)调浆：在软锰矿和闪锌矿中加入水和酸进行调浆，所得浆料的液固比为4∶1，所述浆料中硫酸的浓度为18mol/L；
(2)联合浸出：将步骤(1)所得的浆料打入高压釜，密封后通入氧气浸出1小时，得浸出液，所述通入氧气的流速为0.8L/Min，所述高压釜中的压力控制为0.20MPa；
(3)闪蒸：将步骤(2)所得的浸出液送入闪蒸槽降温至116℃并降压后回收蒸汽，然后再降低温度至102℃，使浸出液中熔融状态的硫冷凝成固态硫，然后送浓密机分离，得上清液和底流；
(4)将步骤(3)所得的含有固态硫的底流进行浮选回收硫得硫精矿，浮选尾矿经水洗后送渣场堆存，从上清液中通过电解工艺回收金属锌和二氧化锰，回收的硫精矿进行熔融，再通过加热过滤，含硫大于99％的元素硫。二氧化锰的浸出率为92.4％，锌浸出率为95.7％。

Claims (8)

1.一种软锰矿和闪锌矿联合氧压酸浸工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)调浆：在软锰矿和闪锌矿中加入水和酸进行调浆，所得浆料的液固比为3.8～4.6∶1，所述浆料中酸的浓度为14mol/L～22mol/L，所述浆料中锰和锌的摩尔比为1∶0.7～1.3；
(2)联合浸出：将步骤(1)所得的浆料打入高压釜，密封后通入氧气浸出0.85小时～1.25小时，得浸出液，所述通入氧气的流速为0.6L/Min～2.1L/Min，所述高压釜中的压力控制为0.1MPa～0.5MPa；
(3)闪蒸：将步骤(2)所得的浸出液送入闪蒸槽降温降压后回收蒸汽，然后再降低温度，使浸出液中熔融状态的硫冷凝成固态硫，然后送浓密机分离，得上清液和底流；
(4)将步骤(3)所得的含有固态硫的底流进行浮选回收硫得硫精矿，从上清液回收金属锌和二氧化锰。
2.根据权利要求1所述的一种软锰矿和闪锌矿联合氧压酸浸工艺，其特征在于，所述步骤(3)中将浸出液送入闪蒸槽降温至112℃～130℃并降压后回收蒸汽，然后再降低温度至95℃～105℃，使浸出液中熔融状态的硫冷凝成固态硫。
3.根据权利要求2所述的一种软锰矿和闪锌矿联合氧压酸浸工艺，其特征在于，所述步骤(3)中将浸出液送入闪蒸槽降温至120℃并降压后回收蒸汽，然后再降低温度至100℃，使浸出液中熔融状态的硫冷凝成固态硫。
4.根据权利要求1所述的一种软锰矿和闪锌矿联合氧压酸浸工艺，其特征在于，所述步骤(2)中通入氧气的体积浓度为60％～99.2％。
5.根据权利要求1所述的一种软锰矿和闪锌矿联合氧压酸浸工艺，其特征在于，将所述步骤(4)中回收的硫精矿进行熔融，再通过加热过滤，得到含硫大于99％的元素硫。
6.根据权利要求1所述的一种软锰矿和闪锌矿联合氧压酸浸工艺，其特征在于，步骤(1)所述的软锰矿中Mn的含量大于等于50％，闪锌矿中的Zn的含量大于等于45％。
7.根据权利要求1所述的一种软锰矿和闪锌矿联合氧压酸浸工艺，其特征在于，步骤(1)所述的酸可选用硫酸、盐酸或硝酸。
8.根据权利要求1所述的一种软锰矿和闪锌矿联合氧压酸浸工艺，其特征在于，步骤(1)所述的酸可选用质量分数为92.5％～98.0％的硫酸。
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