CN111167584A - 一种基于电解锰阳极液的锰矿石工业化湿式球磨法 - Google Patents

一种基于电解锰阳极液的锰矿石工业化湿式球磨法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于电解锰阳极液的锰矿石工业化湿式球磨法，属于电解锰生产技术领域。该锰矿石采用电解锰阳极液调浆至65wt%以上，然后进行一级以上闭路湿式球磨至粒度为150目以下得到合格锰矿粉产品。本发明采用电解锰阳极液将锰矿石调浆后进行湿法球磨，一方面湿法球磨过程中基本不会产生任何的粉尘，也不需要配套收尘系统，生产成本明显降低；另一方面在球磨过程中加入电解锰阳极液，电解锰阳极液进一步得到应用，且能在浸出工序前提前进行预浸出过程，强化浸出过程，缩短后续浸出的时间，提高浸出效率和浸出结果。

Description

一种基于电解锰阳极液的锰矿石工业化湿式球磨法
技术领域
本发明涉及一种基于电解锰阳极液的锰矿石工业化湿式球磨法，属于电解锰生产技术领域。
背景技术
随着科技的发展，电解锰应用不断扩大，市场需求量年增15%左右，广泛应用于冶金、医学、电子、通讯等领域。电解锰的冶金生产流程为锰矿磨矿后进行浸出、氧化和中和，然后去除杂质，压滤后电解、钝化、剥离等制备得到电解金属锰。电解锰产出的锰阳极液中含锰约12-15g/L以及高浓度硫酸铵等，一部分作为浸出剂返回到锰矿磨矿后的调浆过程，大量的锰阳极液在电解系统中循环。在工业生产中将锰阳极液作为浸出剂返回浸出过程时需要加酸调整之后返回，将使后续的系统水平衡更难解决。
在电解锰生产过程中，锰矿磨矿通常采用干式球磨法。但是干式球磨法在球磨之前，必须先将物料干燥到指定的水分才能进行干式球磨，球磨之前的干燥将带来更高的能源耗费，增加处理工序。干式球磨法由于受矿石湿度的影响，在矿石与衬板表面形成一层很薄的物料层，所以干式球磨法比湿式球磨法每吨矿石的能耗多25～35%。同时，干式球磨法必须带有一套风路系统，辅助设备多；干式球磨收尘、粉尘重，成为收尘工段较大的处理难题。
因此，如何采用湿式球磨法进行锰矿磨矿是个技术难题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种基于电解锰阳极液的锰矿石工业化湿式球磨法。本发明采用电解锰阳极液将锰矿石调浆后进行湿法球磨，一方面湿法球磨过程中基本不会产生任何的粉尘，也不需要配套收尘系统，生产成本明显降低；另一方面在球磨过程中加入电解锰阳极液，电解锰阳极液进一步得到应用，且能在浸出工序前提前进行预浸出过程，缩短后续浸出的时间，提高浸出效率和浸出结果。本发明通过以下技术方案实现。
一种基于电解锰阳极液的锰矿石工业化湿式球磨法，将锰矿石采用电解锰阳极液调浆至65wt%以上，然后进行一级以上闭路湿式球磨至粒度为150目以下得到合格锰矿粉产品。
所述电解锰阳极液含硫酸30～50g/L。
所述湿式球磨法为三级闭路湿式磨矿，具体步骤包括：
步骤1、将锰矿石破碎至小于10～25mm，然后采用电解锰阳极液调浆至80wt%～85wt%，在转速为30～60r/min，球料比为10～20:1条件下一次湿式球磨至锰矿粒度为80目以下占90%，经过一级分级不合格锰矿石返回到一次湿式球磨；
步骤2、将步骤1得到的80目以下锰矿采用电解锰阳极液调浆至70wt%～75wt%，在转速为40～50r/min，球料比为8～18:1条件下二次湿式球磨至锰矿粒度为120目以下占80%，经过二次分级不合格锰矿石返回到二次湿式球磨；
步骤3、将步骤2得到的120目以下锰矿采用电解锰阳极液调浆至65wt%～70wt%，在转速为30～40r/min，球料比为12～18:1条件下三次湿式球磨至锰矿粒度为150目以下占85%，经过三次分级不合格锰矿石返回到三次湿式球磨，150目以下锰矿为合格锰矿粉产品。
所述三级闭路湿式磨矿中的球磨机衬板上镀覆15～20mm的炭化硅层，球磨机介质上镀覆一层5～10mm的炭化硅层。
本发明的有益效果是：
（1）本发明采用湿法球磨方法，相较干法球磨法，粉尘量仅为干法粉尘量3～5%，给收尘车间减轻了压力，投资成本降低了5%～10%。
（2）本发明采用湿法球磨方法，相较干法球磨法，球磨之前不需要进行干燥到指定水分，节约了能源，进一步缩短了生产流程。
（3）本发明在湿法球磨过程中加入电解锰阳极液，在浸出工序之前对锰矿石提前进行预浸出，强化了浸出过程，在后续的浸出过程中浸出时间缩短了65%以上，锰矿石经过球磨后再浸出使锰浸出率提高至98.5%以上。
（4）本发明针对电解锰阳极液湿式球磨法将造成球磨机腐蚀的问题，在球磨机衬板和球磨机介质上镀覆一层炭化硅层，解决了球磨机腐蚀的问题，进一步将电解锰阳极液湿式球磨法产业化。
附图说明
图1是本发明实施例1锰矿石湿式球磨法流程处理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，该基于电解锰阳极液的锰矿石工业化湿式球磨法，采用三级闭路湿式磨矿，步骤包括：
步骤1、将1kg锰矿石（包括以下质量百分比组分：Mn18.32%（主要物相为MnCO3）、Fe2O32.14%、MgO3.54%、CaO6.2%和SiO225.5%等）破碎至小于10mm，然后采用电解锰阳极液（电解锰阳极液含硫酸30g/L）调浆至80wt%，在转速为30r/min，球料比为10:1条件下一次湿式球磨至锰矿粒度为80目以下占90%，经过一级分级不合格锰矿石返回到一次湿式球磨；
步骤2、将步骤1得到的80目以下锰矿采用电解锰阳极液调浆至70wt%，在转速为40r/min，球料比为8:1条件下二次湿式球磨至锰矿粒度为120目以下占80%，经过二次分级不合格锰矿石返回到二次湿式球磨；
步骤3、将步骤2得到的120目以下锰矿采用电解锰阳极液调浆至65wt%，在转速为30r/min，球料比为12:1条件下三次湿式球磨至锰矿粒度为150目以下占85%，经过三次分级不合格锰矿石返回到三次湿式球磨，150目以下锰矿为合格锰矿粉产品。
上述三级闭路湿式磨矿中的球磨机衬板上镀覆15mm的炭化硅层，球磨机介质上镀覆一层5mm的炭化硅层。经过在球磨机衬板和球磨机介质上镀覆炭化硅层，球磨机衬板和球磨机介质比没有镀覆使用时间多延长了8～10天。
实施例2
如图1所示，该基于电解锰阳极液的锰矿石工业化湿式球磨法，采用三级闭路湿式磨矿，步骤包括：
步骤1、将1kg锰矿石（包括以下质量百分比组分：Mn19.4%（主要物相为MnCO3）、Fe2O32.67%、MgO4.12%、CaO5.9%和SiO222.4%等）破碎至小于25mm，然后采用电解锰阳极液（电解锰阳极液含硫酸50g/L）调浆至85wt%，在转速为60r/min，球料比为20:1条件下一次湿式球磨至锰矿粒度为80目以下占90%，经过一级分级不合格锰矿石返回到一次湿式球磨；
步骤2、将步骤1得到的80目以下锰矿采用电解锰阳极液调浆至75wt%，在转速为50r/min，球料比为18:1条件下二次湿式球磨至锰矿粒度为120目以下占80%，经过二次分级不合格锰矿石返回到二次湿式球磨；
步骤3、将步骤2得到的120目以下锰矿采用电解锰阳极液调浆至70wt%，在转速为40r/min，球料比为18:1条件下三次湿式球磨至锰矿粒度为150目以下占85%，经过三次分级不合格锰矿石返回到三次湿式球磨，150目以下锰矿为合格锰矿粉产品。
上述三级闭路湿式磨矿中的球磨机衬板上镀覆20mm的炭化硅层，球磨机介质上镀覆一层10mm的炭化硅层。经过在球磨机衬板和球磨机介质上镀覆炭化硅层，球磨机衬板和球磨机介质比没有镀覆使用时间多延长了15～20天。
实施例3
如图1所示，该基于电解锰阳极液的锰矿石工业化湿式球磨法，采用三级闭路湿式磨矿，步骤包括：
步骤1、将1kg锰矿石（包括以下质量百分比组分：Mn20.1%（主要物相为MnCO3）、Fe2O31.98%、MgO4.07%、CaO7.1%和SiO225.6%等）破碎至小于15mm，然后采用电解锰阳极液（电解锰阳极液含硫酸40g/L）调浆至82wt%，在转速为50r/min，球料比为18:1条件下一次湿式球磨至锰矿粒度为80目以下占90%，经过一级分级不合格锰矿石返回到一次湿式球磨；
步骤2、将步骤1得到的80目以下锰矿采用电解锰阳极液调浆至72wt%，在转速为45r/min，球料比为16:1条件下二次湿式球磨至锰矿粒度为120目以下占80%，经过二次分级不合格锰矿石返回到二次湿式球磨；
步骤3、将步骤2得到的120目以下锰矿采用电解锰阳极液调浆至68wt%，在转速为35r/min，球料比为15:1条件下三次湿式球磨至锰矿粒度为150目以下占85%，经过三次分级不合格锰矿石返回到三次湿式球磨，150目以下锰矿为合格锰矿粉产品。
上述三级闭路湿式磨矿中的球磨机衬板上镀覆18mm的炭化硅层，球磨机介质上镀覆一层8mm的炭化硅层。经过在球磨机衬板和球磨机介质上镀覆炭化硅层，球磨机衬板和球磨机介质比没有镀覆使用时间多延长了10～15天。
对比实施例
将1kg锰矿石（包括以下质量百分比组分：Mn20.1%（主要物相为MnCO3）、Fe2O31.98%、MgO4.07%、CaO7.1%和SiO225.6%等）采用现有的干式球磨法磨矿至锰矿粒度为150目占85%，分级不合格锰矿石继续返回到干式球磨中，在此过程中产生的粉尘浓度如表1所示。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
从表1可以看出本发明湿法球磨方法，相较干法球磨法，粉尘量仅为干法粉尘量3～5%，给收尘车间减轻了压力，减少了收尘程序，投资成本降低了5%～10%。
将实施例1至3得到的合格锰矿粉产品以及对比实施例合格锰矿粉产品各取500g，分别按照固液比为1:10（碳酸锰矿：终浸体积，g/mL）、矿酸比1：0.5（碳酸锰矿：硫酸的质量比）条件下进行浸出，浸出时间和锰浸出率如表2所示。
表2
Figure 166799DEST_PATH_IMAGE002
从表2可以看出，本发明在湿法球磨过程中加入电解锰阳极液，实施例2中的浸出时间少了80min，与干法球磨相比时间缩短了67%；实施例1中的浸出时间少了78min，与干法球磨相比时间缩短了65%；实施例3中的浸出时间少了85min，与干法球磨相比时间缩短了70.8%。更为重要的是本申请在浸出时间缩短的情况下强化了浸出过程，锰浸出率最高能达到99%，因此本申请比起干法球磨提高浸出效率和浸出结果。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种基于电解锰阳极液的锰矿石工业化湿式球磨法，其特征在于：将锰矿石采用电解锰阳极液调浆至65wt%以上，然后进行一级以上闭路湿式球磨至粒度为150目以下得到合格锰矿粉产品。
2.根据权利要求1所述的基于电解锰阳极液的锰矿石工业化湿式球磨法，其特征在于：所述电解锰阳极液含硫酸30～50g/L。
3.根据权利要求1所述的基于电解锰阳极液的锰矿石工业化湿式球磨法，其特征在于：所述湿式球磨法为三级闭路湿式磨矿，具体步骤包括：
步骤1、将锰矿石破碎至小于10～25mm，然后采用电解锰阳极液调浆至80wt%～85wt%，在转速为30～60r/min，球料比为10～20:1条件下一次湿式球磨至锰矿粒度为80目以下占90%，经过一级分级不合格锰矿石返回到一次湿式球磨；
步骤2、将步骤1得到的80目以下锰矿采用电解锰阳极液调浆至70wt%～75wt%，在转速为40～50r/min，球料比为8～18:1条件下二次湿式球磨至锰矿粒度为120目以下占80%，经过二次分级不合格锰矿石返回到二次湿式球磨；
步骤3、将步骤2得到的120目以下锰矿采用电解锰阳极液调浆至65wt%～70wt%，在转速为30～40r/min，球料比为12～18:1条件下三次湿式球磨至锰矿粒度为150目以下占85%，经过三次分级不合格锰矿石返回到三次湿式球磨，150目以下锰矿为合格锰矿粉产品。
4.根据权利要求1所述的基于电解锰阳极液的锰矿石工业化湿式球磨法，其特征在于：所述三级闭路湿式磨矿中的球磨机衬板上镀覆15～20mm的炭化硅层，球磨机介质上镀覆一层5～10mm的炭化硅层。
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