CN113976129B - 一种利用锰尾矿和绿矾制备碳酸锰及铁基scr催化剂的方法 - Google Patents
一种利用锰尾矿和绿矾制备碳酸锰及铁基scr催化剂的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113976129B CN113976129B CN202111248671.6A CN202111248671A CN113976129B CN 113976129 B CN113976129 B CN 113976129B CN 202111248671 A CN202111248671 A CN 202111248671A CN 113976129 B CN113976129 B CN 113976129B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- manganese
- copperas
- iron
- tailings
- carbonate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/83—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with rare earths or actinides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G45/00—Compounds of manganese
Abstract
本发明公开了一种利用锰尾矿和绿矾制备碳酸锰及铁基催化剂的方法，其方法包括：(1)将锰尾矿烘干破碎筛分，与绿矾按照一定的质量比混合均匀，在一定温度下焙烧一定时间；(2)将第一步获得的焙烧产物用去离子水进行浸出，得到硫酸锰浸出液，以及富含SiO2、Fe2O3的浸出渣；(3)将第二步获得的浸出液，加入氨水调节pH，过滤除杂质；(4)向第三步获得的滤液加入碳酸铵溶液碳化，将沉淀过滤干燥，得到碳酸锰；(5)将第二步获得的浸出渣进行改性，得到铁基SCR催化剂。本发明采用锰尾矿与绿矾混合焙烧浸出工艺，操作简单，生产成本低，易分离，实现了对锰尾矿与绿矾的回收利用，具有经济效益显著，环境友好的特点。
Description
技术领域
本发明属于固废资源化利用领域，主要涉及一种利用锰尾矿和绿矾制备碳酸锰及铁基SCR催化剂的方法。
背景技术
锰及其化合物，在国民经济发展中具有重要的战略地位，广泛应用于国防、钢铁、建材、化工以及农业等领域。随着工业技术的不断提升，锰矿产业的快速发展，对锰资源的需求量日益增加，带来的锰尾矿资源囤积问题日益加重。据统计，每生产1吨电解金属锰，需消耗7～8吨锰矿石，产生5～6吨锰渣。长期以来，锰尾矿作为锰生产过程中的废弃物，不能得到综合利用，即占用了大量的土地资源，造成了严重的环境污染，同时也造成了大量的资源浪费。因此，解决锰尾矿的综合利用迫在眉睫。
针对锰尾矿的锰元素资源化利用，学者进行了广泛研究。专利CN109354071B利用钛白废硫酸还原浸出锰尾矿，所得白色浸出渣的重金属指标达到国家硅藻土建材标准，可作硅藻土使用；对浸取液采用二(2-乙基己基)磷酸酯萃取，并用轻烧粉或氧化镁作为皂化剂皂化，然后对浸出液反萃取、除杂后结晶生产电池级硫酸锰盐。专利CN109399723B利用钛白粉生产出的废酸为辅料，添加MnO2矿与FeS2，生产出电解金属锰产品和硫酸铵产品获得成功，解决了钛白废酸造成的环境污染问题，生产的电解金属锰产品质量高，达到YB/T051—2003DJMnA高纯级产品标准。专利CN1724697A中公开了一种利用钛白废酸中的H2SO4与Fe2+为辅助材料，添加二氧化锰矿与硫铁矿制取电解金属锰。专利CN102220491A公开了一种采用酸浸法，以卧式多室高压浸出釜，不断向浸出釜输入蒸汽，实现从锰矿、锰尾矿及锰渣中回收锰的方法。然而，上述方法存在着采用的原料昂贵以及工序复杂的问题，一定程度上限制了锰尾矿的回收利用。因此，有必要寻求更加廉价的原料或更简单的操作工艺来满足锰尾矿的资源化利用。
绿矾(主要成分为FeSO4·7H2O)是以钛铁矿为原料，经硫酸法生产钛白所排放的固体废弃物之一，每生产1吨钛白将副产约3.5吨绿矾。2020年，我国硫酸法钛白产量约为320万吨，排放的绿矾达1100万吨。其中，绿矾含有锰、钙、铝、镁、钛、锌等杂质，提纯工序复杂，成本较高。以绿矾热分解制酸，能耗较高，生产成本高于现有硫磺制酸。随着钛白粉行业的快速发展，绿矾的资源利用问题亟待解决。
基于上述，本发明利用锰尾矿与绿矾混合焙烧，提取并分离锰尾矿的锰元素进入溶液，浸出渣为氧化铁和二氧化硅，分别制备成碳酸锰和铁基SCR催化剂。该工艺采用锰尾矿与绿矾混合焙烧浸出工艺，操作简单，生产成本低，易分离，实现了对锰尾矿与绿矾的回收利用，同时溶液中浸出的铁极少，净化工序大大简化。该工艺结合锰尾矿与绿矾自身特征，使固废资源化，具有经济效益显著，环境友好的特点。
发明内容
本发明针对锰尾矿资源化利用与钛白工业固废处理问题，提供一种利用锰尾矿和绿矾制备碳酸锰及铁基SCR催化剂的方法。
本发明所述利用锰尾矿和绿矾制备碳酸锰及铁基催化剂的方法，以锰尾矿和绿矾为原料，工艺步骤依次如下：
1、绿矾分解锰尾矿
将细磨至150μm以下的锰尾矿与绿矾均匀混合，控制锰尾矿与绿矾质量比为1:1～8；将混合料在500～900℃下焙烧30～240min，得到固体产物；
2、焙烧产物浸出
将步骤1得到的固体产物用去离子水在25～100℃下浸出，浸出时间为30～180min，液固质量比为1～8:1，浸出浆料经固液分离，得到含硫酸锰的浸出液和滤渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)；
3、制备铁基SCR催化剂
将步骤2得到的滤渣加入盐溶液(硝酸铈，硝酸铌，偏钒酸铵，硝酸钐)中，80℃水浴搅拌至完全蒸干后，置于鼓风干燥箱100℃真空干燥12h，得到铁基SCR催化剂；4、制备碳酸锰
向步骤2得到的滤液中加入缓慢加入氨水，去除杂质，向滤液加入适量(硫酸锰与碳酸铵的摩尔比为1:1～5)，浓度为1～5mol/L的碳酸铵溶液，收集沉淀产物并干燥，得到碳酸锰产品。
本发明与现有技术相比具有以下优点：(1)本工艺采用工业固废作为原料，实现了废物资源化利用；(2)本工艺反应条件温和；(3)本工艺使用固废绿矾，来源广泛，既减小了环境污染又节约了生产成本；(4)本发明工艺简单，操作方便，生产成本低，具有工业化应用前景。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细说明，但是本发明的保护范围不仅限于下面的实施例。
表1：锰尾矿的化学成分(wt.％)
实施例一
(1)将细磨至150μm以下的锰尾矿与绿矾混合均匀，且锰尾矿与绿矾质量比为1:1；将混合料在900℃下焙烧30min，得到固体产物；
(2)将步骤1得到的固体产物用去离子水在25℃下磁力搅拌，浸出180min，液固质量比为1:1，经固液分离，得到含硫酸锰的浸出液和滤渣；
(3)将步骤2得到的滤渣加入硝酸铈溶液中，80℃水浴搅拌至完全蒸干后，置于鼓风干燥箱100℃真空干燥12h，得到铁基SCR催化剂；
(4)向步骤2得到的滤液中加入缓慢加入氨水，过滤去除铝及铁离子，向滤液加入适量(硫酸锰与碳酸铵的摩尔比为1:1)、浓度为5mol/L的碳酸铵溶液，收集沉淀产品并干燥，得到碳酸锰产品。
实施例二
(1)将细磨至150μm以下的锰尾矿与绿矾混合均匀，且锰尾矿与绿矾质量比为1:3；将混合料在750℃下焙烧120min，得到固体产物；
(2)将步骤1得到的固体产物用去离子水在50℃下磁力搅拌，浸出120min，液固质量比为3:1，经固液分离，得到含硫酸锰的浸出液和滤渣；
(3)将步骤2得到的滤渣加入硝酸钐溶液中，80℃水浴搅拌至完全蒸干后，置于鼓风干燥箱100℃真空干燥12h，得到铁基SCR催化剂；
(4)向步骤2得到的滤液中加入缓慢加入氨水，过滤去除铝及铁离子，向滤液加入适量(硫酸锰与碳酸铵的摩尔比为1:3)，浓度为3mol/L的碳酸铵溶液，收集沉淀产品并干燥，得到碳酸锰产品。
实施例三
(1)将细磨至150μm以下的锰尾矿与绿矾混合均匀，且锰尾矿与绿矾质量比为1:5；将混合料在650℃下焙烧120min，得到固体产物；
(2)将步骤1得到的固体产物用去离子水在80℃下磁力搅拌，浸出60min，液固质量比为6:1，经固液分离，得到含硫酸锰的浸出液和滤渣；
(3)将步骤2得到的滤渣加入偏钒酸铵溶液中，80℃水浴搅拌至完全蒸干后，置于鼓风干燥箱100℃真空干燥12h，得到铁基SCR催化剂；
(4)向步骤2得到的滤液中加入缓慢加入氨水，过滤去除铝及铁离子，向滤液加入适量浓度(硫酸锰与碳酸铵的摩尔比为1:4)为2mol/L的碳酸铵溶液，收集沉淀产品并干燥，得到碳酸锰产品。
实施例四
(1)将细磨至150μm以下的锰尾矿与绿矾混合均匀，且锰尾矿与绿矾质量比为1:8；将混合料在500℃下焙烧240min，得到固体产物；
(2)将步骤1得到的固体产物用去离子水在100℃下磁力搅拌，浸出30min，液固质量比为8:1，经固液分离，得到含硫酸锰的浸出液和滤渣；
(3)将步骤2得到的滤渣加入硝酸铈与硝酸钐混合溶液中，80℃水浴搅拌至完全蒸干后，置于鼓风干燥箱100℃真空干燥12h，得到铁基SCR催化剂；
(4)向步骤2得到的滤液中加入缓慢加入氨水，过滤去除铝及铁离子，向滤液加入适量(硫酸锰与碳酸铵的摩尔比为1:5)，浓度为1mol/L的碳酸铵溶液，收集沉淀产品并干燥，得到碳酸锰产品。
Claims (6)
1.一种利用锰尾矿和绿矾制备碳酸锰及铁基SCR催化剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将细磨至150μm以下的锰尾矿与绿矾（FeSO4·7H2O）按一定质量比均匀混合并在一定温度下焙烧，得到固体产物；
步骤2：将步骤1得到的固体产物用去离子水在一定温度下磁力搅拌一定时间，浸出液经抽滤实现固液分离，得到含硫酸锰的浸出液和含铁滤渣；
步骤3：将步骤2得到的含铁滤渣采用浸渍法负载活性组分，得到铁基SCR催化剂；
步骤4：将步骤2得到的浸出液用氨水调节pH值，过滤除铝及铁离子，向滤液加入碳酸铵，收集沉淀产物并干燥，得到碳酸锰产品。
2.根据权利要求1所述利用锰尾矿和绿矾制备碳酸锰及铁基SCR催化剂的方法，其特征在于步骤1所述锰尾矿与绿矾的质量比为1:1~8。
3.根据权利要求1所述利用锰尾矿和绿矾制备碳酸锰及铁基SCR催化剂的方法，其特征在于步骤1物料混和焙烧的焙烧温度为500~900℃、焙烧时间为30~240min。
4.根据权利要求1所述利用锰尾矿和绿矾制备碳酸锰及铁基SCR催化剂的方法，其特征在于步骤2所述固体产物水浸温度为25~100℃、浸出时间为30~180min、液固质量比为1~8:1。
5.根据权利要求1所述利用锰尾矿和绿矾制备碳酸锰及铁基SCR催化剂的方法，其特征在于步骤3所述的活性组分包括Ce，Nb，V，Sm的一种或多种。
6.根据权利要求1所述利用锰尾矿和绿矾制备碳酸锰及铁基SCR催化剂的方法，其特征在于步骤4所述的加氨水后pH为5~6，溶液温度为25~80℃，碳酸铵浓度1~5mol/L，硫酸锰与碳酸铵的摩尔比为1:1~5，反应时间为30~120min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111248671.6A CN113976129B (zh) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 一种利用锰尾矿和绿矾制备碳酸锰及铁基scr催化剂的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111248671.6A CN113976129B (zh) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 一种利用锰尾矿和绿矾制备碳酸锰及铁基scr催化剂的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113976129A CN113976129A (zh) | 2022-01-28 |
| CN113976129B true CN113976129B (zh) | 2023-03-21 |
Family
ID=79741711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111248671.6A Active CN113976129B (zh) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 一种利用锰尾矿和绿矾制备碳酸锰及铁基scr催化剂的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113976129B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115010178A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-09-06 | 广西汇元锰业有限责任公司 | 一种高纯二氧化锰的制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101239339A (zh) * | 2007-12-31 | 2008-08-13 | 南京银茂铅锌矿业有限公司 | 浮选尾矿中碳酸锰的回收方法 |
| CN105483395B (zh) * | 2016-01-19 | 2017-08-25 | 北京科技大学 | 一种从含锌电炉粉尘中选择性高效提锌并除铁的方法 |
| CN107519862B (zh) * | 2017-08-23 | 2020-02-04 | 北京工业大学 | 一种硅铁渣制备中温脱硝催化材料的方法 |
| CN110157911A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-08-23 | 张响 | 一种综合回收利用电解锰渣和锰尾矿的工艺 |
| CN110229961A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-09-13 | 张响 | 一种利用钛白废酸浸出电解锰渣和锰尾矿的工艺 |
| CN113025832B (zh) * | 2021-03-02 | 2022-07-15 | 重庆大学 | 一种红土镍矿提取镍同时矿化co2的方法 |
-
2021
- 2021-10-26 CN CN202111248671.6A patent/CN113976129B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113976129A (zh) | 2022-01-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2022036775A1 (zh) | 一种从红土镍矿中回收多种有价金属及酸碱双介质再生循环的方法 | |
| CN109957657B (zh) | 一种从赤泥中同时资源化利用铁、钠、铝的方法 | |
| CN109811132B (zh) | 一种从高炉瓦斯泥中综合回收利用碳、铁、铝、锌、铅的方法 | |
| CN104178632A (zh) | 一种钛白废酸综合利用的方法 | |
| CN112111661A (zh) | 钒渣钙锰复合焙烧提钒的方法 | |
| CN113149075A (zh) | 一种从低品位铌矿中制备五氧化二铌的方法 | |
| CN110735032B (zh) | 一种钒钛铁共生矿处理工艺 | |
| CN114684801A (zh) | 一种利用硫铁矿烧渣制备高纯磷酸铁的方法 | |
| CN113976129B (zh) | 一种利用锰尾矿和绿矾制备碳酸锰及铁基scr催化剂的方法 | |
| CN113862464B (zh) | 一种黑铜泥中铜及稀散金属回收的方法 | |
| CN1284259C (zh) | 利用废干电池制备锰锌铁氧体颗粒料和混合碳酸盐的方法 | |
| CN111057876A (zh) | 一种用微乳液萃取制备高纯五氧化二钒的方法 | |
| CN105671324A (zh) | 从富铼渣中制备铼酸铵的方法 | |
| CN105110300B (zh) | 一种含硫化锰的复合锰矿提取锰及硫的方法 | |
| CN111575502A (zh) | 一种从镍矿中提取镍元素的方法 | |
| CN101693554A (zh) | 石煤矿提取五氧化二钒的方法 | |
| CN104402062A (zh) | 一种硫铁矿烧渣制备三氯化铁的方法 | |
| CN111593205A (zh) | 一种从含钴硫酸渣中回收钴的方法 | |
| CN111394569A (zh) | 一种用于生产五氧化二钒的焙烧方法 | |
| CN109182868B (zh) | 一种低杂质钒铝合金及其制备方法 | |
| CN111560518A (zh) | 一种含铜钼精矿的处理方法 | |
| CN105399132A (zh) | 一种用黄铜炉渣和含锌烟道灰制备碱式氯化铜及碱式氯化锌的工艺 | |
| CN113846227A (zh) | 一种赤泥浸出液中多种金属组分的分离回收方法 | |
| CN114032396A (zh) | 一种低温无害化湿法处理铝灰的方法 | |
| CN115744991B (zh) | 一种含钨废料制备氧化钨的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |