CN110983039A - 一种去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法 - Google Patents

一种去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法，软锰矿冶金技术领域。其包括以下步骤：将软锰矿二氧化硫浸出液过滤去除杂质，得到第一过滤液；向第一过滤液中加入过氧化氢，反应1‑2h后，调节溶液pH值至3‑5后，过滤，得到第二过滤液；向第二过滤液中加入吸附剂反应1.5‑3h后，过滤，得到第三过滤液；对第三过滤液进行蒸馏处理1‑2h。该去除方法操作简单、对设备要求低，且效果明显。

Description

一种去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法
技术领域
本发明涉及软锰矿冶金技术领域，具体涉及一种去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法。
背景技术
目前，湿法冶金浸取软锰矿的主要方法有：硫酸亚铁法，由软锰矿和硫酸亚铁反应生成硫酸锰和硫酸铁的混合溶液，然后经过净化除铁制得硫酸锰溶液；两矿加酸法，采用软锰矿和硫铁矿在硫酸存在的条件下进行反应生成硫酸锰和硫酸铁的混合溶液，混合溶液经过净化除铁制得硫酸锰溶液。硫酸亚铁法和两矿加酸法由于硫酸铁、硫铁矿混合溶液带入的铁杂质含量较高，致使除杂工艺复杂，成本高，且硫酸锰产品品质受到影响。
二氧化硫在液相中可直接与软锰矿中的二氧化锰发生氧化还原反应，主要生成硫酸锰，该工艺不需耗用硫酸、不需对矿浆加热、不需对软锰矿进行预焙烧还原，因此用二氧化硫气体作为还原剂浸出软锰矿，可大大缩短上述传统软锰矿浸取工艺流程，彻底革新传统的软锰矿浸取工艺。
但在利用二氧化硫浸出软锰矿得到的浸出液中，其中往往含有三价铁、二价铁、镍、镁、铝以及钙离子等，在将酸性浸出液用于制备高纯硫酸锰时，通常是先加入软锰矿作为氧化剂将二价铁氧化成三价铁后，通过调节pH先将三价铁和三价铝沉淀后，再加入锰粉置换出镍，然后依次去除镁和钙。该处理工艺过程繁琐，对设备要求高，且处理效果并不明显。
发明内容
本发明的目的是提供一种去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法，以解决现有对于二氧化硫浸出软锰矿得到的浸出液除杂过程中，工艺过程繁琐，对设备要求高，且处理效果并不明显的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法，包括以下步骤：
(1)将软锰矿二氧化硫浸出液过滤去除杂质，得到第一过滤液；
(2)向第一过滤液中加入过氧化氢，反应1-2h后，调节溶液pH值至3-5后，过滤，得到第二过滤液；
(3)向第二过滤液中加入吸附剂反应1.5-3h后，过滤，得到第三过滤液；
(4)对第三过滤液进行蒸馏处理1-2h。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(2)中过氧化氢加量为3-5wt％。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(2)采用10-20％的氢氧化钠溶液进行pH调节。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(3)中吸附剂的加量为5-15wt％。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述吸附剂的制备方法包括以下步骤：
(ⅰ)将木质素磺酸钠溶解在乙酸溶液中配制成1-10wt％溶液后，滴加到浓度为10-20wt％氢氧化钠溶液中，搅拌、过滤得到珠体；
(ⅱ)将珠体加入到浸泡液中，并在30-50℃下充分吸附，过滤后加入到环氧氯丙烷中，调节pH至8-10，再加入过硫酸钾，在50-70℃温度下反应3-5h，制得胶体；
其中，珠体、环氧氯丙烷和过硫酸钾的质量比为：1：(6-8)：(0.01-0.02)；
(ⅲ)用稀硫酸对胶体进行解吸完全后，再浸泡到浓度为10-20wt％氢氧化钠溶液中1-2h，经清洗后得到吸附剂。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(ⅱ)中浸泡液的制备方法包括：将氯化镍、氯化钙和氯化镁溶解到水中，配制成浓度为1-5g/mL的浸泡液；其中，氯化镍、氯化钙和氯化镁加入的质量比为1：(2-3)：(2-3)。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(4)的蒸馏温度为120-160℃。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明先通过步骤(1)过滤掉软锰矿二氧化硫浸出液中残留的固体颗粒，然后通过过氧化氢将第一过滤液中二价铁氧化成三价铁，并通过调节pH，将三价铁和三价铝水解沉降；然后通过吸附剂对第二过滤液中的二价镍、二价钙和二价镁进行吸附、沉淀、过滤，最后通过蒸馏去除钠和钾。该去除方法操作简单、对设备要求低，且效果明显。
2、本发明采用的吸附剂能对第二过滤液中的镍、钙和镁选择性吸附，且吸附率高。这是因为木质素磺酸钠的分子上存在大量氨基，可与金属离子发生配位，在于环氧氯丙烷发生反应前，先将其浸泡到含氯化镍、氯化钙和氯化镁的浸泡液中，形成了对镍、钙和镁离子的具有特异性识别能力的空穴，在反应完成后，经清洗，这些已经形成的空穴就对镍、钙和镁具有选择性吸附的作用，对镍、钙和镁离子的具有更高的吸附容量和选择性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。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。
实施例1：
本实施例的去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法包括以下步骤：
(1)将软锰矿二氧化硫浸出液过滤去除杂质，得到第一过滤液；
(2)向第一过滤液中加入加入量为3wt％的过氧化氢，反应1h后，用10％的氢氧化钠调节溶液pH值至3后，过滤，得到第二过滤液；
(3)向第二过滤液中加入加入量为5wt％吸附剂反应1.5h后，过滤，得到第三过滤液；
(4)对第三过滤液在温度为120℃进行蒸馏处理1h。
其中，吸附剂的制备方法包括以下步骤：
(ⅰ)将木质素磺酸钠溶解在乙酸溶液中配制成1wt％溶液后，滴加到浓度为10wt％氢氧化钠溶液中，搅拌、过滤得到珠体；
(ⅱ)将珠体加入到1g/mL浸泡液中，并在30℃下充分吸附，过滤后加入到环氧氯丙烷中，调节pH至8，再加入过硫酸钾，在50℃温度下反应3h，制得胶体；
其中，珠体、环氧氯丙烷和过硫酸钾的质量比为：1：6：0.01；
步骤(ⅱ)中浸泡液的制备方法包括：将氯化镍、氯化钙和氯化镁溶解到水中配制成溶液，氯化镍、氯化钙和氯化镁加入的质量比为1：2：2。
(ⅲ)用稀硫酸对胶体进行解吸完全后，再浸泡到浓度为10wt％氢氧化钠溶液中1h，经清洗后得到吸附剂。
实施例2：
本实施例的去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法包括以下步骤：
(1)将软锰矿二氧化硫浸出液过滤去除杂质，得到第一过滤液；
(2)向第一过滤液中加入加入量为4wt％的过氧化氢，反应2h后，用15％的氢氧化钠调节溶液pH值至4后，过滤，得到第二过滤液；
(3)向第二过滤液中加入加入量为10wt％吸附剂反应2h后，过滤，得到第三过滤液；
(4)对第三过滤液在温度为140℃进行蒸馏处理2h。
其中，吸附剂的制备方法包括以下步骤：
(ⅰ)将木质素磺酸钠溶解在乙酸溶液中配制成5wt％溶液后，滴加到浓度为15wt％氢氧化钠溶液中，搅拌、过滤得到珠体；
(ⅱ)将珠体加入到3g/mL浸泡液中，并在40℃下充分吸附，过滤后加入到环氧氯丙烷中，调节pH至9，再加入过硫酸钾，在60℃温度下反应4h，制得胶体；
其中，珠体、环氧氯丙烷和过硫酸钾的质量比为：1：7：0.015；
步骤(ⅱ)中浸泡液的制备方法包括：将氯化镍、氯化钙和氯化镁溶解到水中配制成溶液，氯化镍、氯化钙和氯化镁加入的质量比为1：2.5：2.5。
(ⅲ)用稀硫酸对胶体进行解吸完全后，再浸泡到浓度为15wt％氢氧化钠溶液中1h，经清洗后得到吸附剂。
实施例3：
本实施例的去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法包括以下步骤：
(1)将软锰矿二氧化硫浸出液过滤去除杂质，得到第一过滤液；
(2)向第一过滤液中加入加入量为5wt％的过氧化氢，反应1-2h后，用20％的氢氧化钠调节溶液pH值至5后，过滤，得到第二过滤液；
(3)向第二过滤液中加入加入量为15wt％吸附剂反应3h后，过滤，得到第三过滤液；
(4)对第三过滤液在温度为160℃进行蒸馏处理2h。
其中，吸附剂的制备方法包括以下步骤：
(ⅰ)将木质素磺酸钠溶解在乙酸溶液中配制成10wt％溶液后，滴加到浓度为20wt％氢氧化钠溶液中，搅拌、过滤得到珠体；
(ⅱ)将珠体加入到5g/mL浸泡液中，并在50℃下充分吸附，过滤后加入到环氧氯丙烷中，调节pH至10，再加入过硫酸钾，在70℃温度下反应5h，制得胶体；
其中，珠体、环氧氯丙烷和过硫酸钾的质量比为：1：8：0.02；
步骤(ⅱ)中浸泡液的制备方法包括：将氯化镍、氯化钙和氯化镁溶解到水中配制成溶液氯化镍、氯化钙和氯化镁加入的质量比为1：3：3。
(ⅲ)用稀硫酸对胶体进行解吸完全后，再浸泡到浓度为20wt％氢氧化钠溶液中2h，经清洗后得到吸附剂。
对软锰矿二氧化硫浸出液采用实施例1-3的去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法进行处理，并检测处理后的软锰矿二氧化硫浸出液中各离子的去除率，其结果如下：
表1软锰矿二氧化硫浸出液中各离子的去除率
Fe<sup>3+</sup> Fe<sup>2+</sup> Al<sup>3+</sup> Ni<sup>2+</sup> Mg<sup>2+</sup> Ca<sup>2+</sup> K<sup>+</sup> Na<sup>+</sup>
实施例1 97.5％ 99.8％ 95.6％ 93.7％ 97.8％ 98.5％ 97.9％ 97.7％
实施例2 98.3％ 99.7％ 96.0.％ 94.2％ 97.9％ 98.8％ 98.5％ 98.2％
实施例2 98.8％ 99.9％ 96.6％ 95.8％ 98.4％ 98.3％ 99.0％ 98.7％
从上述表1可以看出，本发明的去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法对软锰矿二氧化硫浸出液中重金属以及钾钠钙镁有好的去除效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将软锰矿二氧化硫浸出液过滤去除杂质，得到第一过滤液；
(2)向第一过滤液中加入过氧化氢，反应1-2h后，调节溶液pH值至3-5后，过滤，得到第二过滤液；
(3)向第二过滤液中加入吸附剂反应1.5-3h后，过滤，得到第三过滤液；
(4)对第三过滤液进行蒸馏处理1-2h。
2.根据权利要求1所述的去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法，其特征在于，步骤(2)中过氧化氢加量为3-5wt％。
3.根据权利要求1所述的去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法，其特征在于，步骤(2)采用10-20％的氢氧化钠溶液进行pH调节。
4.根据权利要求1-3任一项所述的去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法，其特征在于，步骤(3)中吸附剂的加量为5-15wt％。
5.根据权利要求4所述的去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法，其特征在于，所述吸附剂的制备方法包括以下步骤：
(ⅰ)将木质素磺酸钠溶解在乙酸溶液中配制成1-10wt％溶液后，滴加到浓度为10-20wt％氢氧化钠溶液中，搅拌、过滤得到珠体；
(ⅱ)将珠体加入浸泡液中，并在30-50℃下充分吸附，过滤后加入到环氧氯丙烷中，调节pH至8-10，再加入过硫酸钾，在50-70℃温度下反应3-5h，制得胶体；
其中，珠体、环氧氯丙烷和过硫酸钾的质量比为：1：(6-8)：(0.01-0.02)；
(ⅲ)用稀硫酸对胶体进行解吸完全后，再浸泡到浓度为10-20wt％氢氧化钠溶液中1-2h，经清洗后得到吸附剂。
6.根据权利要求4所述的去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法，其特征在于，步骤(ⅱ)中浸泡液的制备方法包括：将氯化镍、氯化钙和氯化镁溶解到水中，配制成浓度为1-5g/mL的浸泡液；其中，氯化镍、氯化钙和氯化镁加入的质量比为1：(2-3)：(2-3)。
7.根据权利要求1-3任一项所述的去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法，其特征在于，步骤(4)的蒸馏温度为120-160℃。
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