DE3437861C2 - - Google Patents
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- DE3437861C2 DE3437861C2 DE3437861A DE3437861A DE3437861C2 DE 3437861 C2 DE3437861 C2 DE 3437861C2 DE 3437861 A DE3437861 A DE 3437861A DE 3437861 A DE3437861 A DE 3437861A DE 3437861 C2 DE3437861 C2 DE 3437861C2
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C01G45/00—Compounds of manganese
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
Herstellung von Mangansulfatlösungen nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, daß Mangandioxid einer geeigneten Qualität
zur Verwendung als Depolarisator in Trockenzellenbatterien
synthetisch hergestellt werden kann aus Vorläufer-Mangansulfatlösungen
durch Oxidation, entweder elektrolytisch oder
durch Verwendung eines Oxidationsmittels, des Manganions in
diesen Lösungen zu Mangandioxid. Des weiteren ist bekannt, daß
die Vorläufer-Mangansulfatlösungen hergestellt werden kann
durch Reduktion und Aufschluß von natürlich vorkommenden Manganerzen,
wie jenen des Pyrolusit/Cryptomelan-Typs. Ein Nachteil
hinsichtlich der Verwendung solcher Manganerze und insbesondere
jener Erze des Cryptomelan-Typs ist jedoch die Anwesenheit
von hohen Gehalten an Kalium.
Die Anwesenheit von Kaliumverunreinigungen in elektrolytischem
Mangandioxid beeinflußt die Fähigkeit des letzteren nachteilig
bezüglich einer zufriedenstellenden Funktion als Dopolarisator
in Trockenzellenbatterien. Infolgedessen sind zahlreiche
Lösungsvorschläge gemacht worden zur Entfernung der Kaliumverunreinigung
aus elektrolytischem Mangandioxid. Die Mehrzahl
dieser Lösungsvorschläge bezieht sich auf die Entfernung
von Kaliumverunreinigungen während der Herstellung der
Vorläufer-Mangansulfatlösung. Beispielsweise wird in der US-PS
36 67 906 ein Verfahren zum Entfernen von Kaliumverunreinigungen
aus natürlich vorkommenden Manganerzen vorgeschlagen,
die zur Herstellung des Mangansulfat-Elektrolytes verwendet
werden, bei dem ein reduziertes oder calciniertes Manganerz
mit überhitztem Heißwasser gewaschen wird, um lösliches
Kalium zu entfernen, bevor das reduzierte oder calcinierte
Manganerz den nachfolgenden sauren Laugungs- und Trennungsschritten
unterzogen wird.
Aus der US-PS 42 85 913 ist ein Verfahren nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Dabei wird ein
pH-Wert von 1 bis 2 bei dem über 1 bis 4 h laufenden
Aufschlußschritt angewendet. Diese hohe Acidität ist
jedoch wenig ökonomisch.
Obwohl in der US-PS 42 85 913 nicht erwähnt, macht die dortige
Erfindung offensichtlich Gebrauch von dem sogenannten
"Jarosit-Prozeß", dessen Bezeichnung auf das resultierende Eisenpräzipitat
zurückgeht und der in den US-PS 34 34 947
und 34 93 365 beschrieben wird und in der Zinkindustrie zur
Gewinnung von Zink und anderen wertvollen Metallen durch
elektrolytische Verfahren Anwendung findet. Bei diesem Prozeß
werden kleine Mengen an Ammonium-, Natrium- oder Kaliumionen
einer Laugungsflüssigkeit zugesetzt, die bei der Laugung
eines Zinkcalcinats entsteht, neutralisiert und die vorhandene
Eisenverunreinigung in der Lösung wird als Jarosit mit der
Formel
(NH₄, Na oder K)Fe₃(SO₄)₂(OH)₆
augefällt.
Während die Verfahren der oben angegebenen Patentschriften
hinsichtlich der Reduzierung der Konzentration von Kaliumverunreinigungen
bei Mangansulfatlösungen durchaus brauchbar
sind, besteht dennoch ein Bedarf für Verfahren, die noch
weitergehende Verbesserungen hinsichtlich des Grades und Ausmaßes,
bis zu dem die Kaliumentfernung getrieben werden kann,
erzielen können. Aus "Erzmetall", 1970, Seiten 532 bis
539 ist es bekannt, bei der Jarosit-Fällung Lösungen zu
verwenden, die neben Eisen(III)-ionen auch
Aluminium-Ionen enthalten.
Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von
Mangansulfatlösungen bereitzustellen, die zur
elektrolytischen Gewinnung von Mangandioxid geeignet
sind.
Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. In
den Unteransprüchen 2 bis 7 sind vorteilhafte
Ausgestaltungen des Verfahrens nach dem Anspruch 1
angegeben.
Weitere Einzelheiten und bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung
sind Inhalt der folgenden Beschreibung.
Die Erfindung stellt ein
Verfahren zur Herstellung von Mangansulfat-Zellbeschickungslösungen
bereit, die für die Erzeugung von elektrolytischem
Mangandioxid geeignet sind. Durch die Erfindung können Mangansulfat-Zellbeschickungslösungen
hergestellt werden, die durch
wesentlich reduzierte Konzentration an Kaliumverunreinigungen
gekennzeichnet sind.
Erfindungsgemäß wird ein Aufschlußgemisch aus einem reduzierten
Manganerz, das Kaliumverunreinigungen enthält, einer
zugesetzten Quelle an wasserlöslichen Aluminiumionen, einer
wasserlöslichen Eisen(III)-ionen abspaltenden Verbindung und einer wäßrigen
Säurelösung, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus
wäßriger Schwefelsäure und verbrauchtem wäßrigen, Schwefelsäure
enthaltenden Elektrolyt, in einer Mischungszone durch
Mischen der obigen Bestandteile in geeigneten Anteilen hergestellt.
Das erfindungsgemäß verwendete Manganerz kann eines
aus einer Anzahl von natürlich vorkommenden verfügbaren Erzen
sein, die Kalium als Verunreinigungen enthalten. Außerdem befindet
sich das erfindungsgemäß eingesetzte Erz in einem reduzierten
Zustand, d. h. sämtliche oder im wesentlichen alle
Mangan(IV)-ionen im Erz sind zu Mangan(II)-ionen reduziert worden.
Verfahren zum Reduzieren von Manganerzen sind allgemein
bekannt und bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung.
Ein Beispiel für ein Verfahren zur Reduktion von Manganerzen
findet sich in der US-PS 36 67 906, in der das Erhitzen
solcher Erze bei erhöhten Temperaturen (z. B. 400°C bis
1200°C) in Gegenwart von Reduktionsmitteln beschrieben wird.
Nach der Reduktion des Erzes, zwecks Überführung sämtlicher
oder im wesentlichen aller Mangan(IV)-ionen in diesem Erz in
Mangan(II)-ionen, wird das Erz zerkleinert, um dessen wirksame
Oberfläche zu erhöhen und dessen Empfänglichkeit für
den nachfolgenden Aufschluß mit der wäßrigen Säurelösung zu
verbessern. Ein bekanntes Verfahren, das zur Zerkleinerung
von reduzierten Manganerzen angewendet wird, ist das Kugelmahlen,
bei dem das Erz auf die gewünschte Größe in einem
rotierbaren Kessel reduziert wird, der Mittel wie Gußeisenkugeln
zum Brechen enthält. Ein flüssiges Medium wie Wasser
kann auch in den Kessel gegeben werden, um die Zerkleinerung
des Erzes zu unterstützen und um eine pumpfähige Aufschlämmung
zu schaffen.
Das Aufschlußgemisch, das
erfindungsgemäß hergestellt und verwendet wird, enthält auch eine
wasserlösliche Aluminiumionen abspaltende Verbindung.
Es ist wichtig, daß die Verbindung
freie Aluminiumionen in dem Gemisch in ausreichender Menge
erzeugt, um ein Mindest-Mol-Verhältnis von Aluminiumion
zu Kaliumion gemäß nachfolgender Definition zu erreichen.
Repräsentative Beispiele für wasserlösliche
Aluminiumionen abspaltende Verbindungen, die bei der Ausführung des hier beschriebenen
Verfahrens geeignet sind, umfassen Aluminiumsalze wie
Aluminiumchlorid, Aluminiumsulfat und dergleichen sowie
Aluminiummetall, das zuvor in einer Säure wie Chlorwasserstoffsäure,
Schwefelsäure und dergleichen gelöst worden ist.
Das reduzierte Erz kann als solches auch eine
wasserlösliche Aluminiumion abspaltende Verbindung enthalten. Der Zusatz einer
Aluminiumion abspaltenden Verbindung ist jedoch notwendig, um das Aluminiumion
in dem Erz zu ergänzen und so das Mindest-Mol-Verhältnis
von Aluminiumion zu Kaliumion in dem Aufschlußgemisch
zu schaffen, wie dies nachfolgend erläutert wird.
Das wasserlösliche Aluminiumion ist in dem Aufschlußgemisch
in ausreichenden Mengen enthalten, um ein Mindest-
Mol-Verhältnis von Aluminiumion zu Kaliumion in diesem Gemisch
von mindestens etwa 4:1 vorzulegen. Größere Verhältnisse sind
anwendbar, wobei sich der Grad der Kaliumentfernung proportional
hiermit erhöht. Im allgemeinen liegt das Aluminiumion
in ausreichenden Mengen vor, um ein Aluminiumion-Kaliumion-
Mol-Verhältnis im Bereich von 4:1 bis etwa 20:1 vorzulegen.
Das erfindungsgemäß hergestellte und angewendete Aufschlußgemisch
enthält auch eine wasserlösliche Eisen(III)-
ionen abspaltende Verbindung. Ähnlich wie bei der Aluminiumionen abspaltenden Verbindung ist die
Art der Eisen(III)-ionen abspaltenden Verbindung nicht kritisch, abgesehen
von der Bedingung, daß sie freie Eisen(III)-ionen in dem
Aufschlußgemisch zur Verfügung stellen muß. Wie im Falle
der Aluminiumionen kann die Verbindung für Eisen(III)-ionen
zugegeben werden oder das reduzierte Erz
als solches sein. Repräsentative Beispiele für zugegebene
Eisen(III)-ionen abspaltende Stifte umfassen metallisches Eisen
und Ferromangan, die in Säure gelöst und mit Luft oxidiert
worden sind. H₂O₂, MnO₂, NaClO₃ und dergleichen und verschiedene
Eisensalze, wie Eisen(III)- und Eisen(II)-sulfate, -nitrate,
-chloride und dergleichen sind geeignete Oxidationsmittel. Wenn
das Erz selbst zur Abspaltung von Eisen(III)-ionen dient, kann es
notwendig werden, das Eisen(III)-ion aus dem Erz mit zugesetztem Eisen(III)-ion
zu ergänzen, um in dem Aufschlußgemisch
mindestens ein Mindest-Mol-Verhältnis von Eisen(III)-ion zu Kaliumion
vorzulegen. Im allgemeinen ist das wasserlösliche
Eisen(III)-ion in dem Aufschlußgemisch in ausreichenden
Mengen enthalten, um ein Mol-Verhältnis von Fe+3 zu K1+ von
mindestens 1:1 vorzulegen. Normalerweise werden jedoch die
besten Resultate mit Mol-Verhältnissen erreicht, die im Bereich
von etwa 4:1 oder darüber liegen, wobei Verhältnisse im Bereich
von etwa 8:1 bis 12:1 bevorzugt sind.
Die wäßrige Säurelösung, die mit dem reduzierten Erz gemischt
wird, kann entweder eine frische wäßrige Schwefelsäurelösung
oder ein verbrauchter wäßriger Elektrolyt sein (d. h. eine
wäßrige Schwefelsäurelösung, die Manganionen enthält) aus
den elektrolytischen Zellen, in denen elektrolytisches Mangandioxid
erzeugt wird. Auf jeden Fall liegt die freie Schwefelsäurekonzentration
in dieser Lösung im allgemeinen im Bereich
von etwa 10 bis etwa 50 g pro Liter einer solchen Lösung.
Das reduzierte Manganerz, die wasserlösliche
Aluminiumionen abspaltende Verbindung, die wasserlösliche Eisen(III)-ionen abspaltende
Verbindung und die wäßrige Säurelösung werden in solchen Anteilen miteinander
gemischt, um ein Aufschlußgemisch mit einem Lösungs-
pH im Bereich von 2,1 bis 2,8 zu bilden.
Hauptsächlich sind es die relativen Anteile an dem reduzierten
Erz und der wäßrigen Säurelösung in dem Aufschlußgemisch, die das
Lösungs-pH des Aufschlußgemisches bestimmen. Wenn man die Basizität
und Acidität der Materialien entsprechend kennt, ist es
für den Fachmann ohne weiteres möglich, die genaue Menge dieser
Materialien zu ermitteln, die angewendet werden müssen, um
das Aufschlußgemisch mit den Lösungs-pH-Werten innerhalb der
oben angegebenen Bereiche vorzulegen.
Nach beendetem Mischen des reduzierten Manganerzes, der
wasserlösliche Aluminium- und Eisen(III)-ionen abspaltenden Verbindungen
und der wäßrigen Säurelösung wird das erhaltene Gemisch dann
in einer Aufschlußzone, bei einer Temperatur von 50° bis 95°C aufgeschlossen,
um Mangan(II)-ionen aus dem Erz auszulaugen und
eine flüssige Phase von Mangansulfatlösung zu bilden.
Die Aufschlußzone, in der der Aufschluß des Gemisches stattfindet,
kann ein Einzelaufschlußkessel oder es können mehrere
Aufschlußkessel sein, die jeweils miteinander in Serie geschaltet
sind. Bei der praktischen Durchführung der Erfindung
besteht ein bevorzugtes Verfahren des Betriebes darin, den
Aufschluß des Gemisches in mehreren Aufschlußkesseln durchzuführen,
wobei das Aufschlußgemisch von einem Aufschlußkessel
in den nächsten Aufschlußkessel auf kontinuierlicher Basis
befördert wird. Bei diesem bevorzugten Ausführungsverfahren
können die Temperatur und das Lösungs-pH des Aufschlußgemisches,
wenn dieses von einem Aufschlußkessel in den nächsten Aufschlußkessel
befördert wird, variiert werden, aber sie bleiben
innerhalb der oben angegebenen Bereiche hinsichtlich der jeweiligen
Parameter. Im allgemeinen wird dieses Gemisch bei
etwa relativ der gleichen Temperatur gehalten, wenn es von
Kessel zu Kessel befördert wird. Bei dieser Betriebsmethode
kann jedoch das Lösungs-pH des Aufschlußgemisches graduell
erhöht werden in dem Maße, wie das Gemisch von Kessel zu Kessel
befördert wird. Das Anheben des Lösungs-pH-Wertes kann
durch Einleiten von zusätzlichem reduzierten Erz in das Aufschlußgemisch
erreicht werden, wenn dieses durch die Serie
der Aufschlußkessel wandert.
Hitze zur Bewirkung des Aufschlusses des reduzierten Erzes
in dem Gemisch kann zugeleitet werden durch Mittel wie Wasserdampf
oder durch Anwenden einer erhitzten wäßrigen Säurelösung,
um das Aufschlußgemisch herzustellen. Auf diese Weise kann gemäß
dem bevorzugten Ausführungsverfahren, das unmittelbar oben
beschrieben wurde, dem Aufschlußgemisch Hitze zugeführt
werden durch Benutzung von Dampfschlangen in einem oder in mehreren
der vielen Kessel im Zuge des Verfahrens oder durch Anwenden
einer erhitzten wäßrigen Säurelösung beim Herstellen
des Aufschlußgemisches. Gemäß der am meisten bevorzugten Ausgestaltung
wird heiße verbrauchte wäßrige Elektrolytlösung verwendet,
die Schwefelsäure enthält, um das Aufschlußgemisch herzustellen
und die notwendige Hitze für dieses Gemisch für
den Aufschluß desselben zur Verfügung zu stellen.
Neben den Mangan(II)-ionen, die aus dem reduzierten Manganerz
ausgelaugt werden, und die mit freier Schwefelsäure in
der wäßrigen Säurelösung unter Bilden der Mangansulfatlösung
reagieren, wird auch die Kaliumverunreinigung, als Kaliumionen,
aus dem reduzierten Erz ausgelaugt. Es ist jedoch gefunden worden,
daß unter den Temperatur- und pH-Bedingungen, die während
des Aufschlusses des Gemisches angewendet werden, die Kaliumionen
schnell sowohl mit den Aluminium- als auch mit den Eisen(III)-ionen
reagieren und ein kleinteiliges Komplexsalz oder
ein Gemisch aus kleinteiligen Komplexsalz-Nebenprodukten
bilden, von denen angenommen wird, daß sie die allgemeine
Formel
KFe n Al3-n (SO₄)₂(OH)₆
aufweisen, worin n eine ganze Zahl im allgemeinen im Bereich
von etwa 1 bis etwa 3 und bevorzugt von etwa 2 bis etwa 3 ist.
Dieser Befund ist angesichts der Lehre bezüglich des Effektes,
daß wenig oder keine Reaktion zwischen der Kaliumverunreinigung
und Aluminiumionen bei Lösungs-pH-Werten unter 4,0 beobachtet
werden, in der Tat völlig unerwartet. Ebenso überraschend ist
die Tatsache, daß die Geschwindigkeit der Kaliumentfernung sogar
noch weiter beschleunigt wird, wenn eine Kombination aus
Aluminiumionen und Eisen(III)-ionen Anwendung findet, verglichen
mit der Verwendung von Eisen(III)-ionen allein.
Nach der Beendigung des Aufschlusses des oben beschriebenen
Gemisches und der Bildung eines gemischten Reaktionsproduktes
aus einer flüssigen Phase von Mangansulfatlösung und einer
festen Phase, die kleinteiliges Komplexsalz-Nebenprodukt oder
ein Gemisches aus kleinteiligen Komplexsalz-Nebenprodukten
entsprechend der obigen allgemeinen Formel, sowie aufgeschlossenen
Erzrückstand enthält, werden diese flüssige
und feste Phase voneinander in einer geeigneten Trennzone
getrennt. Im allgemeinen ist es wünschenswert, die Magansulfatlösung
weiteren Reinigungstechniken zu unterwerfen, wie
der Behandlung mit Schwefelwasserstoff zwecks Entfernung der
Schwermetallverunreinigungen wie Kobalt, Nickel und dergleichen,
bevor sie in eine Elektrolytzelle eingeleitet wird zur
Verwendung beim Erzeugen von elektrolytischem Mangandioxid.
Es ist gefunden worden, daß bei Durchführung der Erfindung
mit dem Aufschluß des Gemisches aus reduziertem Erz, wäßriger
Säurelösung und wasserlöslichen Aluminium- und Eisen
(III)-ionen in Gegenwart mindestens eines Komplexsalzes der
allgemeinen Formel
MFe n Al3-n (SO₄)₂(OH)₆
in der M = Na⁺, K⁺ oder NH₄⁺ und n eine Zahl
im Bereich von etwa 1 bis etwa 3 und vorzugsweise von etwa
2 bis etwa 3 ist, die Induktionsperiode, die mit der Reaktion
zwischen der Kaliumverunreinigung und den Aluminium-
und Eisen(III)-ionen zusammenhängt, äußerst stark herabgesetzt
wird. Diese dramatische Abnahme hinsichtlich der Induktionsperiode
führt nicht nur zu einer vollständigeren Entfernung
der Kaliumverunreinigungen, sondern ebenso zur Entfernung der
Aluminium- und Eisen(III)-ionen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung
ist das für diesen Zweck verwendete Komplexsalz
ein Salz, in dem M in der obigen Formel des Kaliumion, d. h.
K⁺ ist. Es wird besonders bevorzugt, wenn das kleinteilige
Komplexsalz-Nebenprodukt oder das Gemisch aus kleinteiligen
Komplexsalz-Nebenprodukten, die in situ während des Aufschlusses
eines vorhergehenden Aufschlußgemisches aus diesen reduzierten
Manganerz, Aluminium- und Eisen(III)-ionen und wäßriger
Säurelösung gebildet werden, gerade dieses angewendete Komplexsalz
darstellt. Das Komplexsalz-Nebenprodukt oder das Gemisch aus
Komplexsalz-Nebenprodukten, die sich während des Aufschlusses
des vorherigen Gemisches bilden und in der festen Phase des
erhaltenen Flüssig-Fest-Reaktionsproduktgemisches enthalten
sind, können ohne weiteres isoliert und gewonnen werden. Die
isolierten Salznebenprodukte oder das Gemisch aus Salznebenprodukten
werden dann mit frischem Aufschlußgemisch in einer
Aufschlußzone kombiniert, in der die Entfernung von Kaliumverunreinigungen
während des Aufschlusses dieses frischen Gemisches
beschleunigt wird. Alternativ kann die feste Phase
des erhaltenen Flüssig-Fest-Reaktionsproduktgemisches gewonnen
und mit einer frischen Menge des Aufschlusses in der
Aufschlußzone kombiniert werden.
Die Menge an Komplexsalz, entsprechend der obigen allgemeinen
Formel, die in dem Aufschlußgemisch während dessen Aufschluß
vorhanden ist, stellt keinen kritischen Faktor dar. Im allgemeinen
muß jedoch die vorhandene Menge einer ausreichenden
Menge entsprechen, um eine Komplexsalz-Konzentration in dem
Aufschlußgemisch von mindestens etwa 5,0 g Komplexsalz pro
Liter wäßrige Säurelösung in diesem Aufschlußgemisch vorzulegen.
Vorzugsweise liegt eine ausreichende Menge vor, um
eine Komplexsalz-Konzentration im Bereich von etwa 5,0 bis
etwa 80 g Komplexsalz pro Liter wäßrige Säurelösung vorzulegen.
Wie bereits oben erwähnt, wird durch Benutzung des erfindungsgemäßen
Verfahrens der Gehalt an Kaliumverunreinigungen, der
normalerweise in Mangansulfatlösungen enthalten ist, zum Zwecke
der Erzeugung von elektrolytischem Mangandioxid wesentlich herabgesetzt.
So können durch Benutzung der Erfindung Mangansulfatlösungen
hergestellt werden, die nur noch 5 Gewichtsteile Kalium
pro Million Gewichtsteile Mangansulfat-Lösung enthalten.
Die folgenden Beispiele erläutern die hier beschriebene
Erfindung, wobei nicht beabsichtigt ist, den Umfang und
Gedanken der Erfindung hierdurch einzuschränken. Sämtliche
Teil- und Prozentangaben sind Gewichtsteile und -prozente,
wenn nichts anderes angegeben ist.
Eine Reihe von Versuchen wurde durchgeführt, um die Wirksamkeit
der Verwendung einer Kombination von wasserlöslichen
Aluminiumionen und Eisen(III)-ionen, entweder allein oder in
weiterer Kombination mit dem Komplexsalz (das unten definiert
ist) aufzuzeigen, zwecks Herstellung von Mangansulfatlösungen
mit wesentlich herabgesetzten Konzentrationen an Kaliumverunreinigungen.
In jedem der Serienversuche Nr. 1-6 wurde eine
Lösung zubereitet, die eine Laugungslösung repräsentierte mit
30 g Mangan pro Liter (g/l) Lösung, als Mangan(II)-ionen, 1,2 g/l
Lösung an Eisen(III)-ion und 225 Milligramm (mg) pro Liter
Lösung Kaliumion. Gleiche Mengen dieser Lösung wurden jeweils
in jeweils sechs gesonderte Rundkolben gegeben, die mit
Rührmitteln und Mitteln zum Beheizen der Lösungen ausgerüstet
waren. In jeden Kolben wurden dann 5,0 g/l Kristalle eines
vorgebildeten Komplexsalz-Nebenproduktes der
allgemeinen Formel
KFe n Al3-n (SO₄)₂(OH)₆
gegeben, das eine Analyse von 0,8 Gew.-% Al 6,9 Gew.-% K und
30 Gew.-% Fe aufwies. Alle Daten sind in der folgenden
Tabelle I zusammengefaßt.
Wie aus den Daten der Tabelle I ersehen werden kann, erweist
sich die Verwendung einer Kombination aus Aluminium- und Eisen(III)-
ionen zur Entfernung des Kaliumions aus der Lösung
als wesentlich wirksamer gegenüber der Verwendung des Eisen(III)-
ions allein. Das Ergebnis ist überraschend und völlig unerwartet
im Lichte der Lehre, daß nämlich der günstige Effekt von
zugesetzten löslichen Aluminiumionen nur dann realisiert
werden könne, wenn das Lösungs-pH des Gemisches so eingestellt
wird, daß das Gemisch Aufschlußbedingungen unterworfen ist, die
mindestens etwa pH 4,0 aufweisen.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung von Mangansulfatlösungen,
die zur elektrolytischen Gewinnung von Mangandioxid
geeignet sind und eine wesentlich herabgesetzte
Konzentration an Kaliumverunreinigungen aufweisen,
bei dem man
- (A) ein Aufschlußgemisch bildet aus einem reduzierten Manganerz, einer Eisen(III)-ionen abspaltenden Verbindung in einer solchen Menge, daß ein Molverhältnis von Eisen(III)-ionen zu Kaliumionen von mindestens 1:1 eingestellt wird, und einer wäßrigen Säurelösung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus wäßriger Schwefelsäure und verbrauchtem, Schwefelsäure enthaltendem wäßrigen Elektrolyt,
- (B) dieses Gemisch bei einer Temperatur im Bereich von 50°C bis 95°C aufschließt, um ein gemischtes Reaktionsprodukt aus einer flüssigen Phase von Mangansulfatlösung und aus einer festen Phase zu bilden, die aufgeschlossenen Erzrückstand und ein kleinteiliges Komplexsalz-Nebenprodukt oder Gemisch von kleinteiligen Komplexsalz-Nebenprodukten enthält; und
- (C) diese flüssige Phase aus Mangansulfatlösung aus dem gemischten Reaktionsprodukt abtrennt,
dadurch
gekennzeichnet, daß das reduzierte Manganerz und die
Eisen(III)-ionen abspaltende Verbindung zusätzlich
mit einer Aluminiumionen abspaltenden Verbindung in
einer solchen Menge gemischt wird, daß ein
Molverhältnis von Aluminiumionen zu Kaliumionen von
mindestens 4:1 eingestellt wird, daß das
Aufschlußgemisch auf ein Lösungs-pH von 2,1 bis 2,8
eingestellt wird und daß nach Beendigung des
Aufschließens die feste Phase von dem
Reaktionsprodukt abgetrennt wird, die mindestens ein
Komplexsalz der allgemeinen Formel
MFe n Al3-n (SO₄)₂(OH)₆enthält, mit M für Na⁺, K⁺ oder NH⁺₄ und n eine Zahl
ist im Bereich von 1 bis 3.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Herstellung des Aufschlußgemisches ein
Aluminiumsalz verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Herstellung des Aufschlußgemisches ein
Eisensalz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Eisensulfaten, Eisennitraten und Eisenchloriden,
verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die abgetrennte feste Phase zur
Herstellung des Aufschlußgemisches verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Behandlung des
Aufschlußgemisches kontinuierlich in mehreren in
Serie geschalteten Aufschlußkesseln durchgeführt
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das mindestens eine Komplex-Salz aus der festen
Phase abgetrennt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das mindestens eine Komplex-Salz zur Herstellung
des Aufschlußgemisches verwendet wird.
Applications Claiming Priority (1)
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Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030166466A1 (en) * | 1995-01-20 | 2003-09-04 | Hoke Jeffrey B. | Catalyst and adsorption compositions having improved adhesion characteristics |
US6214303B1 (en) | 1995-01-20 | 2001-04-10 | Engelhard Corporation | Method and apparatus for treating the atmosphere |
US6863984B2 (en) | 1995-01-20 | 2005-03-08 | Engelhard Corporation | Catalyst and adsorption compositions having improved adhesion characteristics |
US6200542B1 (en) | 1995-01-20 | 2001-03-13 | Engelhard Corporation | Method and apparatus for treating the atmosphere |
US6818254B1 (en) | 1995-01-20 | 2004-11-16 | Engelhard Corporation | Stable slurries of catalytically active materials |
CA2206435A1 (en) | 1995-01-20 | 1996-07-25 | Michael Spencer | Pollutant treating device located in vehicle compartment for cleaning ambient air |
US6517899B1 (en) | 1995-01-20 | 2003-02-11 | Engelhard Corporation | Catalyst and adsorption compositions having adhesion characteristics |
US5997831A (en) * | 1996-07-12 | 1999-12-07 | Engelhard Corporation | Method of catalytically treating the atmosphere and heat exchange devices produced thereby |
US6156283A (en) | 1998-03-23 | 2000-12-05 | Engelhard Corporation | Hydrophobic catalytic materials and method of forming the same |
US6214198B1 (en) | 1998-12-21 | 2001-04-10 | Kerr-Mcgee Chemical Llc | Method of producing high discharge capacity electrolytic manganese dioxide |
CN103820647B (zh) * | 2014-03-22 | 2015-07-01 | 重庆大学 | 一种电解锰渣二次浸出及锰回收的方法 |
CN110143615A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-08-20 | 贵州红星发展大龙锰业有限责任公司 | 电解二氧化锰及电解二氧化锰深度除钾的方法 |
CN112281001B (zh) * | 2020-10-22 | 2022-09-06 | 北京博萃循环科技有限公司 | 一种利用含锰废液制备锰盐的方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1279110A (en) * | 1918-02-02 | 1918-09-17 | Haslup & Peacock Inc | Process of producing manganese sulfate. |
US3227520A (en) * | 1962-01-30 | 1966-01-04 | E J Lavino & Co | Production of manganese sulfate solution |
US3493365A (en) * | 1965-03-31 | 1970-02-03 | Electrolyt Zinc Australasia | Treatment of zinc plant residue |
BE673023A (de) * | 1965-04-30 | 1900-01-01 | ||
US3667906A (en) * | 1969-05-15 | 1972-06-06 | Tekkosha Co | Method for producing manganese dioxide containing less potassium |
SU393341A1 (ru) * | 1971-07-16 | 1973-08-10 | Проектный , научно исследовательский институт Гипроникель | Способ переработки марганцевого сырья |
US3864118A (en) * | 1973-02-07 | 1975-02-04 | Bethlehem Steel Corp | Method for producing manganese oxide pellets |
FI58793B (fi) * | 1976-02-25 | 1980-12-31 | Outokumpu Oy | Hydrometallurgiskt foerfarande foer aotervinning av zink koppar och kadmium ur deras ferriter |
US4285913A (en) * | 1980-04-25 | 1981-08-25 | Union Carbide Corporation | Process of making manganous sulphate solution with low level impurity of potassium for manufacture of electrolytic manganese dioxide |
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