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Verfahren zur Gewinnung von Mangan aus manganhaltigen Stoffen Es ist
bekannt, daß Mangan aus manganhaltigen Stoffen durch Behandeln mit Schwefeldioxydgasen
in Gegenwart von Wasser ausgelaugt und in hochwertiger Form gewonnen werden kann.
Weiter ist bekannt, daß sich bei der Auslaugung mittels Schwefeldioxyd (S 02) neben
Mangansulfat (Mn S 04) stets auch Mangandithionat (Mn S206) bildet, wbdurch die
Wirtschaftlichkeit des Verfahrens stark beeinträchtigt wird.
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Der Grund hierfür liegt in folgendem: Die Bindung von. Schwefeldioxyd
an Mangansulfat als Dithionat macht die Einführung der teueren ,schwefeligen Säure
erforderlich. Es wurde bereits vorgeschlagen, zur Einschränkung der Dithionatbildung
die Behandlung bei höherer Temperatur, und zwar oberhalb von 6o°, vorzunehmen und
das -Reaktionsgemisch unter Durchleiten von Luft so lange zu erhitzen, bis das Dithionat
in Sulfat übergeführt ist.
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Aber auch dieses Verfahren ist wegen des großen zusätzlichen Wärmeaufwandes
unwirtschaftlich. Dasselbe gilt für einen Vorschlag, gleichzeitig mit dem Schwefeldioxyd
Ozon oder ozonierte Luft in die wdsserige Aufschlämmung der manganhaltigen Ausgangsstoffe
einzuleiten, um die volle Auflösung zu; Mangansulfat durchzuführen. Die Herstellung
von Ozon oder ozonierter Luft verteuert jedoch. das Verfahren zu sehr.
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Die Erfindung zeigt einen einfachen Weg, die schädliche Dithionatbildung
zu vermeiden und das Mangan in einer sehr reinen Form zu gewinnen..
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Erfindungsgemäß werden die möglichst weitgehend zerkleinerten, manganhaltigen
Ausgangsstoffe in Gegenwart von Wasser mit Schwefeldioxyd oder schwefeldioxydhaltigen
Gasen behandelt, aber nur so lange,. bis die Schwefeldioxydkonzentration merklich
ansteigt oder bis die Temperatur im Auflösungsbehälter nach Erreichen eines Höchstwertes
zu fallen beginnt. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die man.ganhaltigen
Ausgangsstoffe nur in so viel Wasser aufzuschlämmen, wie nötig ist, um das Mangan
als Mangansu:lfat zu lösen oder höchstens darüber hinaus einen geringen Wasserüberschuß
anzuwenden. ,
Die jeweilige Konzentration der schwefligen Säure
in der Lösung kann dabei in einfacher Weise durch Titration .mit Jod bestimmt werden.
Da die Reaktion der Mangan.oxyde mit dem Schwefeldioxyd unter Bildung von Mangansulfat
stark exotherm ist, steigt die Temperatur im Auflösungsbehälter zunächst an, fällt
aber wiederum, wenn die Hauptmenge des Mangans umgesetzt ist und die Dithionatbildung
einsetzt.
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Das Schaubild Abb. i zeigt den Verlauf der Temperatur und der Schwefeldioxyd=
konzentration in Abhängigkeit von der Zeit während der Behandlung eines Manganschlammes
mit Schwefeldioxyd. Der Manganschlamm hatte folgende Zusammensetzung: 17,8"/" Mn,
20,2'1" Fe, i i , i °/0 Als 0" 160/, Si 0, 1,8 % Ca O, 0,404 Ti 0, o,69 % P.= 05,
0,66% C02, 12,3% H20. Die Kurve d zeigt, daß mit dem Beginn des Anstieges der Schwefeldioxydkonzentration
(Kurve b) im Auflösungsbehälter die Temperatur zu fallen beginnt.
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Ferner wurde gefunden, daß die Bildung von Mangandithionat anfangs
sehr langsam vor sich geht, so daß der Auflösungsvorgang erst dann unterbrochen
zu werden braucht, wenn die Konzentration der schwefligen Säure in der Lösung auf
höchstens i bis 3'/o gestiegen ist oder die Temperatur im Auflösungsbehälter wieder
um etwa 5 bis ioo/o des Höchstwertes gefallen ist.
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Die nach dem Verfahren erhaltene Salzlösung wird in bekannter Weise
vom UngelÖsten getrennt und weiterverarbeitet. Sie zeichnet sich ganz besonders
durch ihre große Reinheit aus, denn sie enthält nur Spuren von Eisen, Kalk, Tonerde,
Phosphorsäure, selbst Wenn diese Stoffe in den manganhaltigen Ausgangsstoffen in
großen Mengen enthalten waren. Sie ist daher für die Gewinnung von Manganverbindungen,
wie Oxyde, Manganstilfat, und von reinem Mangan mittels Elektrolyse ausgezeichnet
verwendbar. Soll das Mangan zu metallurgischen Zwecken verwendet werden, dann ist
es von wesentlicher Bedeutung, daß es möglichst wenig Phosphor-s . 'iure
- enthält. Bekanntlich müssen Ferromangan oder Manganlegierungen grundsätzlich
phosphorarm sein.
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Das neue Verfahren kann gemäß der Erfindung im Kreislauf geführt werden.
Dabei wird das durch Eindampfen aus der llangansalzlösung erhaltene Mangansulfat
durch Erhitzen auf goo bis i ioo° zersetzt und das bei der Zersetzung frei werdende
Schwefeldioxyd !wiederum dem Auflösungsbehälter zur Auflösung zugeführt. Gegenüber
den bereits bekannten Verfahren hat die Erfindung den weiteren Vorteil, daß sie
es ermöglicht, lediglich durch rechtzeitige Untertfrechung des Auflösungsvorganges
in wirtschaftlicher Weise das Mangan aus den Ausgangsstoffen zu gewinnen, ohne daß
ein zusätzlicher Aufwand für Wärme und Apparaturen erforderlich ist.
| Ausführungsbeispiel i |
| Die Analyse der Erze war |
| Nässe Fe _ |
| Mn A120, Si 0z Ca 0 Mg 0 Ti OZ Ba 0 S P, O;,
C O, H2 O |
| in °/a |
| 40;0 20,2 17,8 ==,I 16,o 1 I,8 - 0,49 --- Spur o,69
o,66 12,3 |
In einem mit Rührwerk versehenen Glasbehälter wurden iöoo g Erz mit 75o g Wasser
aufgeschlämmt und so lange mit Schwefeldioxyd behandelt, bis die .Schwefeldioxydkonzentration
in der Lösung anstieg. Abb. 2 zeigt den Verlauf der Temperatur und der Schwefeldioxydtconzentration
während der Auflösung. Die erhaltene Salzlösung wurde vom Ungelösten getrennt und
eingedampft.
| Die Analyse des anfallenden Salzes war |
| so, so, S2 O, Mn Fe P |
| 99,4 - o,6o 28,9 0,04 0,ö08 |
| Ausführungsbeispiele |
| Nässe Fe Mn A1,0, Si 02 Ca 0 Mg 0 Ti C2
Ba 0 .@ S P2 0:i C#02 H2 O |
| in a@" |
| 1 1,4 19,o 26,5 4,7 9,8 a,5 '1,8 o,26 0,30 0,07 =,I9 0,44 14#5 |
6oo g Erz_ wurden mit iooo .g Wasser aufgeschlämmt und wie vorher
so lange mit S 0z behandelt, bis die Temperatur im Auflösungsbehälter zu fallen
begann. Abb.3 zeigt in Abhängigkeit von der Zeit den Verlauf der Temperatur und
der Schwefeldioxydkorizentration im Auflösungsbehälter während der Auflösung. Die
Salzlösung wurde vom Ungelösten getrennt und eingedampft.
| Die Analyse der Salze war |
| so, so, S,0, M n Fe P |
| 9g,0 0,14 o,86 28,6 o,o7 0,00a |