CN110684900B - 一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法 - Google Patents

一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，在低品位锰矿浸出过程中，加入适量表面活性剂，改善矿物颗粒的表面活性，提高矿石颗粒对氢离子吸附作用，不仅有效去除油性有机质，同时提高锰的浸出率；锰矿浸出液在压滤过程中，表面活性剂不断被过滤出去，使得锰矿浸出液的表面张力持续下降，使得锰矿浸出液的电流效率存在先上升后下降的趋势，在低品位锰矿电解过程中，加入适量表面活性剂，使得锰矿浸出液的表面张力数值最优，显著提高电解锰的电流效率；合理控制电解液的氧化还原电位，使溶液电流效率最高；电解时向电解液中添加一定浓度的二氧化硒，可以抑制析氢反应的发生，可以显著提高电解锰过程的电流效率，使得电解锰能耗低，锰的浸出率高。

Description

一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法。
背景技术
当前，我国已经成为世界第一大锰资源利用国，国内优质锰矿的资源潜力达2亿吨，锰矿资源以复杂低品位碳酸锰矿为主，国内电解锰企业普遍采用碳酸锰矿作为金属锰生产原料，其优点是浸矿工艺简单，可以直接用硫酸进行锰矿的浸取。但是其较低的品位、较多的有害杂质使得其锰渣产量巨大，电解能耗较高。我国锰矿以沉积型碳酸锰石为主，氧化锰矿石次之。就矿石品位而言，我国锰矿资源以贫矿为主(约占储量的93.6%)，平均品位不足20%。就矿相成分而言，我国锰矿石物质组分复杂，高磷、高硫、高氯以及含有伴(共)生金属元素(铜、钻、镍等)和其它杂质(铝、氟、镁、钙等氧化物)的锰矿石，一些特殊锰矿中又伴有高附加值的贵重金属元素(如银、铅、锌、钻等)。我国复杂低品位锰资源储量丰富，急需节能高效的低品位锰矿提取新技术。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种工艺简单、原料消耗少的提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，包括以下步骤：
（1）在浸矿过程中，投料时低品位锰矿与液体的重量比为0.95～1.05：5，硫酸与低品位锰矿的重量比为2.9～3.1：1，表面活性剂的投入量为19ppm～21ppm，在温度为55℃～65℃条件下反应4.8h～5.2h，静置15min，得到锰矿浸出液，所述低品位锰矿中+2价金属锰的质量百分比为19.00%～19.10%、+4价金属锰的质量百分比为0.45%～0.55%，所述表面活性剂为OP-10；
（2）对锰矿浸出液除铁，再将锰矿浸出液的pH调节至6.5～7.0，进行第一次压滤，得到第一次压滤滤液；
（3）对第一次压滤滤液硫化除杂，进行第二两次压滤，得到第二次压滤滤液；
（4）在第二次压滤滤液中加入活性炭，鼓气，静置22 h～26 h，进行第三次压滤，得到第三次压滤滤液；
（5）将第三次压滤滤液调配成起始电解液，在氧化还原电位为210 mV～230 mV、电流密度为340 A/m2～360 A/m2、阴极区内温度为35℃～45℃、阴极液pH值为6.9～7.1条件下电解起始电解液，得到电解金属锰产品；所述起始电解液中+2价金属锰的含量为28g/L～32g/L、硫酸铵的含量为110 g/L～130 g/L、二氧化硒含量为28 mg/L～32mg/L、OP-10的含量为25ppm～30ppm。
进一步地，所述步骤（1）中的硫酸为质量百分数为96.5%～98.5%的浓硫酸。
进一步地，所述步骤（2）中用锰粉氧化除铁。
进一步地，所述步骤（2）中用双飞粉调节锰矿浸出液的pH。
进一步地，所述步骤（2）中在压力为0.05MPa～0.15MPa条件下进行第一次压滤。
进一步地，所述步骤（3）中对第一次压滤滤液硫化除杂所用硫化剂为硫化钠、硫化钡、硫化亚铁或硫化铵中的一种。
进一步地，所述步骤（3）中在压力为0.25MPa～0.35MPa条件下进行第二次压滤。
进一步地，所述步骤（4）中第三次压滤的压力为0.15MPa～0.25MPa。
进一步地，所述步骤（5）中将第三次压滤滤液调配成起始电解液，在氧化还原电位为220 mV、电流密度为350 A/m2、阴极区内温度为40℃、阴极液pH值为7条件下电解起始电解液，得到电解金属锰产品；所述起始电解液中+2价金属锰的含量为30g/L、硫酸铵的含量为120 g/L、二氧化硒含量为30mg/L、OP-10的含量为28ppm。
进一步地，所述步骤（5）中的电解周期为每电解22h～26h出槽、换板。
本发明一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，在低品位锰矿浸出过程中，加入适量表面活性剂，改善矿物颗粒的表面活性，提高矿石颗粒对氢离子吸附作用，不仅有效去除油性有机质，同时提高锰的浸出率；锰矿浸出液在压滤过程中，表面活性剂不断被过滤出去，使得锰矿浸出液的表面张力持续下降，使得锰矿浸出液的电流效率存在先上升后下降的趋势，在低品位锰矿电解过程中，加入适量表面活性剂，使得锰矿浸出液的表面张力数值最优，显著提高电解锰的电流效率；合理控制电解液的氧化还原电位，使溶液电流效率最高；电解时向电解液中添加一定浓度的二氧化硒以抑制析氢反应的发生，可以显著提高电解锰过程的电流效率，使得电解锰能耗低，锰的浸出率高。
本发明一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，锰矿浸出液除铁后在特定压力下进行第一次压滤，硫化除杂后在特定压力下进行第二次压滤，活性炭吸附后在特定压力下进行第三次压滤，极大的强化了除铁、硫化除杂及活性炭吸附的效果，提高了锰的浸出，使锰的回收率达到95%以上，锰渣中的锰含量得到降低，提高了锰的综合利用率，节约资源，并减少对环境的污染。
具体实施方式
下面的实施例可以帮助本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不可以以任何方式限制本发明。
实施例1
一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，包括以下步骤：
（1）在浸矿过程中，投料时低品位锰矿与液体的重量比为0.95：5，硫酸与低品位锰矿的重量比为2.9：1，表面活性剂的投入量为19ppm，在温度为55℃条件下反应4.8h，静置15min，得到锰矿浸出液，所述低品位锰矿中+2价金属锰的质量百分比为19.00%、+4价金属锰的质量百分比为0.45%，所述表面活性剂为OP-10，所述硫酸为质量百分数为96.5%的浓硫酸；
（2）对锰矿浸出液用锰粉氧化除铁，用双飞粉将锰矿浸出液的pH调节至6.5，在压力为0.05MPa条件下进行第一次压滤，得到第一次压滤滤液；
（3）对第一次压滤滤液硫化除杂，在压力为0.25MPa条件下进行第二两次压滤，得到第二次压滤滤液，硫化除杂用硫化剂为硫化钠；
（4）在第二次压滤滤液中加入活性炭，鼓气，静置22 h，在压力为0.15MPa条件下进行第三次压滤，得到第三次压滤滤液；
（5）将第三次压滤滤液调配成起始电解液，在氧化还原电位为210 mV、电流密度为340 A/m2、阴极区内温度为35℃、阴极液pH值为6.9条件下电解起始电解液，电解周期为每电解22h出槽、换板，得到电解金属锰产品；所述起始电解液中+2价金属锰的含量为28g/L、硫酸铵的含量为110 g/L、二氧化硒含量为28 mg/L、OP-10的含量为25ppm。
上述低品位锰矿取自于广西某地，该低品位锰矿矿样的X射线荧光光谱分析(XRF)结果显示了矿样中主要成分为二氧化硅、氧化钙等物质，主要的金属元素有锰、铁、铝、钙、镁、钦，其中锰的含量为19.45%。铁、钙含量较高，矿石中含硫、磷、氯等非金属有害杂质元素均低于0.1%；由步骤（5）的电解结果可知，本实施例中锰的回收率为95.5%。
实施例2
一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，包括以下步骤：
（1）在浸矿过程中，投料时低品位锰矿与液体的重量比为1.05：5，硫酸与低品位锰矿的重量比为3.1：1，表面活性剂的投入量为21ppm，在温度为65℃条件下反应5.2h，静置15min，得到锰矿浸出液，所述低品位锰矿中+2价金属锰的质量百分比为19.10%、+4价金属锰的质量百分比为0.55%，所述表面活性剂为OP-10，所述硫酸为质量百分数为98.5%的浓硫酸；
（2）对锰矿浸出液用锰粉氧化除铁，用双飞粉将锰矿浸出液的pH调节至7.0，在压力为0.15MPa条件下进行第一次压滤，得到第一次压滤滤液；
（3）对第一次压滤滤液硫化除杂，在压力为0.35MPa条件下进行第二两次压滤，得到第二次压滤滤液，硫化除杂用硫化剂为硫化钡；
（4）在第二次压滤滤液中加入活性炭，鼓气，静置26 h，在压力为0.25MPa条件下进行第三次压滤，得到第三次压滤滤液；
（5）将第三次压滤滤液调配成起始电解液，在氧化还原电位为230 mV、电流密度为360 A/m2、阴极区内温度为45℃、阴极液pH值为7.1条件下电解起始电解液，电解周期为每电解26h出槽、换板，得到电解金属锰产品；所述起始电解液中+2价金属锰的含量为32g/L、硫酸铵的含量为130 g/L、二氧化硒含量为32mg/L、OP-10的含量为30ppm。
上述低品位锰矿取自于广西某地，该低品位锰矿矿样的X射线荧光光谱分析(XRF)结果显示了矿样中主要成分为二氧化硅、氧化钙等物质，主要的金属元素有锰、铁、铝、钙、镁、钦，其中锰的含量为19.65%。铁、钙含量较高，矿石中含硫、磷、氯等非金属有害杂质元素均低于0.1%；由步骤（5）的电解结果可知，本实施例中锰的回收率为95.7%。
实施例3
一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，包括以下步骤：
（1）在浸矿过程中，投料时低品位锰矿与液体的重量比为1.02：5，硫酸与低品位锰矿的重量比为3：1，表面活性剂的投入量为20ppm，在温度为60℃条件下反应5h，静置15min，得到锰矿浸出液，所述低品位锰矿中+2价金属锰的质量百分比为19.05%、+4价金属锰的质量百分比为0.50%，所述表面活性剂为OP-10，所述硫酸为质量百分数为97.5%的浓硫酸；
（2）对锰矿浸出液用锰粉氧化除铁，用双飞粉将锰矿浸出液的pH调节至6.7，在压力为0.10MPa条件下进行第一次压滤，得到第一次压滤滤液；
（3）对第一次压滤滤液硫化除杂，在压力为0.30MPa条件下进行第二两次压滤，得到第二次压滤滤液，硫化除杂用硫化剂为硫化铵；
（4）在第二次压滤滤液中加入活性炭，鼓气，静置24 h，在压力为0.20MPa条件下进行第三次压滤，得到第三次压滤滤液；
（5）将第三次压滤滤液调配成起始电解液，在氧化还原电位为220 mV、电流密度为350 A/m2、阴极区内温度为40℃、阴极液pH值为7条件下电解起始电解液，电解周期为每电解24h出槽、换板，得到电解金属锰产品；所述起始电解液中+2价金属锰的含量为30g/L、硫酸铵的含量为120 g/L、二氧化硒含量为30mg/L、OP-10的含量为28ppm。
上述低品位锰矿取自于广西某地，该低品位锰矿矿样的X射线荧光光谱分析(XRF)结果显示了矿样中主要成分为二氧化硅、氧化钙等物质，主要的金属元素有锰、铁、铝、钙、镁、钦，其中锰的含量为19.55%。铁、钙含量较高，矿石中含硫、磷、氯等非金属有害杂质元素均低于0.1%；由步骤（5）的电解结果可知，本实施例中锰的回收率为96.3%。
实施例4
一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，包括以下步骤：
（1）在浸矿过程中，投料时低品位锰矿与液体的重量比为1.02：5，硫酸与低品位锰矿的重量比为3：1，表面活性剂的投入量为20ppm，在温度为60℃条件下反应5h，静置15min，得到锰矿浸出液，所述低品位锰矿中+2价金属锰的质量百分比为19.05%、+4价金属锰的质量百分比为0.50%，所述表面活性剂为OP-10，所述硫酸为质量百分数为97.5%的浓硫酸；
（2）对锰矿浸出液用锰粉氧化除铁，用双飞粉将锰矿浸出液的pH调节至6.7，在压力为0.30MPa条件下进行第一次压滤，得到第一次压滤滤液；
（3）对第一次压滤滤液硫化除杂，在压力为0.30MPa条件下进行第二两次压滤，得到第二次压滤滤液，硫化除杂用硫化剂为硫化铵；
（4）在第二次压滤滤液中加入活性炭，鼓气，静置24 h，在压力为0.30MPa条件下进行第三次压滤，得到第三次压滤滤液；
（5）将第三次压滤滤液调配成起始电解液，在氧化还原电位为220 mV、电流密度为350 A/m2、阴极区内温度为40℃、阴极液pH值为7条件下电解起始电解液，电解周期为每电解24h出槽、换板，得到电解金属锰产品；所述起始电解液中+2价金属锰的含量为30g/L、硫酸铵的含量为120 g/L、二氧化硒含量为30mg/L、OP-10的含量为28ppm。
上述低品位锰矿取自于广西某地，该低品位锰矿矿样的X射线荧光光谱分析(XRF)结果显示了矿样中主要成分为二氧化硅、氧化钙等物质，主要的金属元素有锰、铁、铝、钙、镁、钦，其中锰的含量为19.55%。铁、钙含量较高，矿石中含硫、磷、氯等非金属有害杂质元素均低于0.1%；由步骤（5）的电解结果可知，本实施例中锰的回收率为95.1%。
对比例1
一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，包括以下步骤：
（1）在浸矿过程中，投料时低品位锰矿与液体的重量比为1.02：5，硫酸与低品位锰矿的重量比为3：1，表面活性剂的投入量为20ppm，在温度为60℃条件下反应5h，静置15min，得到锰矿浸出液，所述低品位锰矿中+2价金属锰的质量百分比为19.05%、+4价金属锰的质量百分比为0.50%，所述表面活性剂为OP-10，所述硫酸为质量百分数为97.5%的浓硫酸；
（2）对锰矿浸出液用锰粉氧化除铁，用双飞粉将锰矿浸出液的pH调节至6.7，在压力为0.10MPa条件下进行第一次压滤，得到第一次压滤滤液；
（3）对第一次压滤滤液硫化除杂，在压力为0.30MPa条件下进行第二两次压滤，得到第二次压滤滤液，硫化除杂用硫化剂为硫化铵；
（4）在第二次压滤滤液中加入活性炭，鼓气，静置24 h，在压力为0.20MPa条件下进行第三次压滤，得到第三次压滤滤液；
（5）将第三次压滤滤液调配成起始电解液，在氧化还原电位为220 mV、电流密度为350 A/m2、阴极区内温度为40℃、阴极液pH值为7条件下电解起始电解液，电解周期为每电解24h出槽、换板，得到电解金属锰产品；所述起始电解液中+2价金属锰的含量为30g/L、硫酸铵的含量为120 g/L、二氧化硒含量为30mg/L、OP-10的含量为0ppm。
上述低品位锰矿取自于广西某地，该低品位锰矿矿样的X射线荧光光谱分析(XRF)结果显示了矿样中主要成分为二氧化硅、氧化钙等物质，主要的金属元素有锰、铁、铝、钙、镁、钦，其中锰的含量为19.55%。铁、钙含量较高，矿石中含硫、磷、氯等非金属有害杂质元素均低于0.1%；由步骤（5）的电解结果可知，本实施例中锰的回收率为94.5%。
由实施例1-4及对比例1的电解结果可知，本发明一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，在低品位锰矿浸出过程中，加入适量表面活性剂，改善矿物颗粒的表面活性，提高矿石颗粒对氢离子吸附作用，不仅有效去除油性有机质，同时提高锰的浸出率；锰矿浸出液在压滤过程中，表面活性剂不断被过滤出去，使得锰矿浸出液的表面张力的持续下降，使得锰矿浸出液的电流效率存在先上升后下降的趋势，在低品位锰矿电解过程中，加入适量表面活性剂，使得锰矿浸出液的表面张力数值最优，显著提高电解锰的电流效率；合理控制电解液的氧化还原电位，使溶液电流效率最高；电解时向电解液中添加一定浓度的二氧化硒以抑制析氢反应的发生，可以显著提高电解锰过程的电流效率，使得电解锰能耗低，锰的浸出率高；锰矿浸出液除铁后在特定压力下进行第一次压滤，硫化除杂后在特定压力下进行第二次压滤，活性炭吸附后在特定压力下进行第三次压滤，极大的强化了除铁、硫化除杂及活性炭吸附的效果，提高了锰的浸出，使锰的回收率达到95%以上，锰渣中的锰含量得到降低，提高了锰的综合利用率，节约资源，并减少对环境的污染。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在浸矿过程中，投料时低品位锰矿与液体的重量比为0.95～1.05：5，硫酸与低品位锰矿的重量比为2.9～3.1：1，表面活性剂的投入量为19ppm～21ppm，在温度为55℃～65℃条件下反应4.8h～5.2h，静置15min，得到锰矿浸出液，所述低品位锰矿中+2价金属锰的质量百分比为19.00%～19.10%、+4价金属锰的质量百分比为0.45%～0.55%，所述表面活性剂为OP-10；
（2）对锰矿浸出液除铁，再将锰矿浸出液的pH调节至6.5～7.0，在压力为0.05MPa～0.15MPa条件下进行第一次压滤，得到第一次压滤滤液；
（3）对第一次压滤滤液硫化除杂，在压力为0.25MPa～0.35MPa条件下进行第二次压滤，得到第二次压滤滤液；
（4）在第二次压滤滤液中加入活性炭，鼓气，静置22 h～26 h，在压力为0.15MPa～0.25MPa条件下进行第三次压滤，得到第三次压滤滤液；
（5）将第三次压滤滤液调配成起始电解液，在氧化还原电位为210 mV～230 mV、电流密度为340 A/m2～360 A/m2、阴极区内温度为35℃～45℃、阴极液pH值为6.9～7.1条件下电解起始电解液，得到电解金属锰产品；所述起始电解液中+2价金属锰的含量为28g/L～32g/L、硫酸铵的含量为110 g/L～130 g/L、二氧化硒含量为28 mg/L～32mg/L、OP-10的含量为25ppm～30ppm。
2.根据权利要求1所述的一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的硫酸为质量百分数为96.5%～98.5%的浓硫酸。
3.根据权利要求1所述的一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，其特征在于：所述步骤（2）中用锰粉氧化除铁。
4.根据权利要求1所述的一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，其特征在于：所述步骤（2）中用双飞粉调节锰矿浸出液的pH。
5.根据权利要求1所述的一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，其特征在于：所述步骤（3）中对第一次压滤滤液硫化除杂所用硫化剂为硫化钠、硫化钡、硫化亚铁或硫化铵中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，其特征在于：所述步骤（5）中将第三次压滤滤液调配成起始电解液，在氧化还原电位为220 mV、电流密度为350 A/m2、阴极区内温度为40℃、阴极液pH值为7条件下电解起始电解液，得到电解金属锰产品；所述起始电解液中+2价金属锰的含量为30g/L、硫酸铵的含量为120 g/L、二氧化硒含量为30mg/L、OP-10的含量为28ppm。
7.根据权利要求1所述的一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，其特征在于：所述步骤（5）中的电解周期为每电解22h～26h出槽、换板。
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"CTAB 辅助浸出低品位菱锰矿中的锰研究";陈梦棋等;《中国锰业》;20161230;第34卷(第6期);第81-85页 *

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