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。