RU2039109C1

RU2039109C1 - Method for recovering manganese from ores and concentrates

Info

Publication number: RU2039109C1
Authority: RU
Inventors: А.А. Щелкин; В.М. Баранов; В.К. Бубнов; Я.И. Яхно
Original assignee: Производственное объединение "Целинный горно-химический комбинат"
Priority date: 1991-10-09
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: recovering manganese from ores. SUBSTANCE: leaching is made using ammonia as reducing agent for sulfite/bisulfite solutions. Ammonia is a product of trapping gases of sulfuric acid production containing 0.51 1.52 mol/l sulfur dioxide at Ph ≅ 3,0. EFFECT: leaching manganese concentrates by sulfuric acid solution in the presence of reducing agent. 1 tbl

Description

Изобретение относится к добыче полезных компонентов гидрометаллургическими и геотехнологическими способами и может быть использовано на горнообогатительных предприятиях, в частности, при извлечении марганца из марганецсодержащих руд кучным, перколяционным или чановым выщелачиванием. The invention relates to the extraction of useful components by hydrometallurgical and geotechnological methods and can be used in mining enterprises, in particular, when extracting manganese from manganese-containing ores by heap, percolation or vat leaching.

Известен способ чанового (агитационного) выщелачивания марганца из хвостов обогащения раствором серной кислоты с концентрацией 30-50 г/л при температуре 60-70^оС, соотношении Т:Ж=1:3 в токе сернистого ангидрида. Недостатками способа является сравнительно низкая степень извлечения марганца из руды, высокая энергоемкость процесса и необходимость применения дорогостоящего экологически вредного реагента сернистого ангидрида.A method is known vat (agitation) of manganese from leaching tail sulfuric acid concentration solution with a concentration of 30-50 g / l at a temperature of 60-70 ^{° C,} the ratio S: L = 1: 3 in a stream of sulfur dioxide. The disadvantages of the method are the relatively low degree of extraction of manganese from the ore, the high energy intensity of the process and the need to use expensive environmentally harmful reagent sulfur dioxide.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является способ выщелачивания марганца из марганцевых руд смесью серной и сернистой кислот при отношении Н₂SO₃ к H₂SO₄=1. Недостатком способа-прототипа является низкая степень извлечения марганца, а также применение в качестве восстановителя неустойчивого в водных растворах дорогостоящего реагента сернистой кислоты.The closest analogue, taken as a prototype, is a method of leaching manganese from manganese ores with a mixture of sulfuric and sulfuric acids with a ratio of H ₂ SO ₃ to H ₂ SO ₄ = 1. The disadvantage of the prototype method is the low degree of extraction of manganese, as well as the use as a reducing agent unstable in aqueous solutions of an expensive sulfuric acid reagent.

Цель изобретения повышение степени извлечения марганца, удешевление и упрощение процесса. The purpose of the invention is to increase the degree of extraction of manganese, the cost and simplification of the process.

Поставленная цель достигается тем, что выщелачивание ведут с использованием в качестве восстановителя сульфитно-бисульфитных растворов солей аммония от улавливания газов сернокислотного производства с содержанием сернистого газа 0,51-1,52 моль/л при рН ≅ 3,0. This goal is achieved in that the leaching is carried out using sulfite-bisulfite solutions of ammonium salts as a reducing agent from trapping gases from sulfuric acid production with a sulfur dioxide content of 0.51-1.52 mol / l at pH ≅ 3.0.

Содержание сернистого ангидрида в сернокислых сульфитно-бисульфитных растворах в пределах 0,51-1,52 моль/л и рН ≅ 3,0 позволяет восстанавливать соединения труднорастворимого 4-валентного марганца до 2-валентного состояния, легко гидратируемого и, следовательно, легкорастворимого в водных растворах серной кислоты с образованием сульфата марганца. The content of sulfur dioxide in sulfate sulfite-bisulfite solutions in the range of 0.51-1.52 mol / L and pH ≅ 3.0 allows to restore compounds of insoluble 4-valence manganese to a 2-valence state, easily hydrated and, therefore, readily soluble in aqueous sulfuric acid solutions with the formation of manganese sulfate.

Содержание сернистого ангидрида в сернокислых сульфитно-бисульфитных растворах менее 0,51 моль/л приводит к снижению скорости процесса образования сульфата марганца в связи с недостатком концентрации сернистого ангидрида в растворе для протекания реакции восстановления 4-валентного марганца. The content of sulfur dioxide in sulfate sulfite-bisulfite solutions of less than 0.51 mol / l leads to a decrease in the rate of formation of manganese sulfate due to the lack of concentration of sulfur dioxide in the solution for the reaction of reduction of 4-valent manganese.

Содержание сернистого ангидрида в сернокислых сульфитно-бисульфитных растворах более 1,52 моль/л, приводит к снижению скорости процесса образования сульфата марганца. Это связано с недостатком кислотности выщелачивающего раствора (рН>3,0) за счет нейтрализации серной кислоты щелочными составляющими сульфитно-бисульфитного раствора. The content of sulfur dioxide in sulfate sulfite-bisulfite solutions of more than 1.52 mol / l, reduces the rate of formation of manganese sulfate. This is due to the lack of acidity of the leaching solution (pH> 3.0) due to the neutralization of sulfuric acid with the alkaline components of the sulfite-bisulfite solution.

Применительно для кучного выщелачивания (КВ) способ осуществляется следующим образом. Крупнокусковую руду для выщелачивания формируют в штабель. Выщелачивание серной кислотой в присутствии восстановителя сульфитно-бисульфитных растворов проводят подачей выщелачивающего раствора через рудную массу. With regard to heap leaching (HF), the method is as follows. Lump ore for leaching is formed into a stack. Leaching with sulfuric acid in the presence of a reducing agent of sulfite-bisulfite solutions is carried out by feeding the leaching solution through the ore mass.

По мере прохождения раствора реагента через рудную массу происходит восстановление сернистым ангидридом трудновыщелачиваемого 4-валентного марганца до легковыщелачиваемого 2-валентного состояния с последующим растворением марганца (2+) серной кислотой и получением раствора сульфата марганца. As the reagent solution passes through the ore mass, sulfuric anhydride is reduced to the highly leachable 4-valence manganese to a highly leachable 2-valence state, followed by dissolution of manganese (2+) with sulfuric acid and obtaining a solution of manganese sulfate.

П р и м е р 1 (способ прототип). Марганецсодержащую руду с химическим составом, Mn²⁺ 0,56; Mn⁴⁺ 5,4; Mn_общ 5,96; Р₂О₅ н/об; Feобщ 10,1; Сu <0,025; Ni <0,025; Zn 0,25; SiO₂ 59,9; Al 1,33; CO₂ 0,38, крупностью -5 +0 мм загружают в перколятор и орошают смесью серной и сернистой кислот при отношении Н₂SO₃ к H₂SO₄=1 c концентрацией серной кислоты 50 г/л в циркуляционном режиме в течение 10 сут. По окончании выщелачивания продуктивный раствор анализируют на содержание Mn²⁺ и рН, а выщелоченную руду промывают водой от остаточной кислотности и анализируют на остаточное содержание Mn²⁺, Mn⁴⁺. Определяют общее извлечение марганца.PRI me R 1 (method prototype). Manganese ore with a chemical composition, Mn ²⁺ 0.56; Mn ⁴⁺ 5.4; Mn _total 5.96; P ₂ O ₅ n / v; Feotal 10.1; Cu <0.025; Ni <0.025; Zn 0.25; SiO ₂ 59.9; Al 1.33; CO ₂ 0.38, particle size -5 + 0 mm, is loaded into the percolator and irrigated with a mixture of sulfuric and sulfuric acids at a ratio of H ₂ SO ₃ to H ₂ SO ₄ = 1 with a sulfuric acid concentration of 50 g / l in a circulation mode for 10 days . After leaching, the productive solution is analyzed for Mn ²⁺ and pH, and the leached ore is washed with water from residual acidity and analyzed for residual Mn ²⁺ , Mn ⁴⁺ . Determine the total extraction of manganese.

Результаты экспериментов приведены в таблице. The experimental results are shown in the table.

П р и м е р 2 (предлагаемый способ). Марганецсодержащую руду с тем же химическим составом и крупностью загружают в шесть перколяторов и орошают серной кислотой концентрацией 50 г/л в присутствии восстановителя раствора сульфита-бисульфита аммония с содержанием сернистого ангидрида: в первом перколяторе 3,05 моль/л; во втором 1,52 моль/л; в третьем 0,76 моль/л; в четвертом 0,51 моль/л; в пятом 0,38 моль/л; в шестом 0,25 моль/л. Выщелачивание проводят в циркуляционном режиме в течение 10 сут. PRI me R 2 (the proposed method). Manganese ore with the same chemical composition and size is loaded into six percolators and irrigated with sulfuric acid at a concentration of 50 g / l in the presence of a reducing agent of a solution of ammonium sulfite-bisulfite containing sulfur dioxide: in the first percolator 3.05 mol / l; in the second 1.52 mol / l; in the third 0.76 mol / l; in the fourth 0.51 mol / l; in the fifth 0.38 mol / l; in the sixth 0.25 mol / l. Leaching is carried out in a circulating mode for 10 days.

По окончании выщелачивания продуктивный раствор анализируют на Mn²⁺ и рН, а выщелоченную руду промывают водой от остаточной кислотности и анализируют на остаточное содержание Mn²⁺, Mn⁴⁺. Определяют общее извлечение марганца. Результаты экспериментов приведены в таблице. Необходимую концентрацию SO₂ получают разбавлением водой сульфитно-бисульфитного раствора с исходным значением рН=6,0-6,5 и общим содержанием сернистого ангидрида 3,05 моль/л.After leaching, the productive solution is analyzed for Mn ²⁺ and pH, and the leached ore is washed with water from residual acidity and analyzed for the residual content of Mn ²⁺ , Mn ⁴⁺ . Determine the total extraction of manganese. The experimental results are shown in the table. The required concentration of SO _{2 is} obtained by diluting with water a sulfite-bisulfite solution with an initial pH value of 6.0-6.5 and a total sulfur dioxide content of 3.05 mol / L.

Из результатов таблицы следует, что в предлагаемом способе при выщелачивании серной кислотой концентрацией 50 г/л в присутствии восстановителя сульфитно-бисульфитного раствора с содержанием SO₂ 0,51-1,52 моль/л и рН растворов ≅ 3,0 извлечение марганца в раствор составило 64,9-89,8% в способе-прототипе 63,7%
При уменьшении содержания SO₂ в сульфитно-бисульфитном растворе до 0,38 моль/л и ниже, приводит к снижению извлечения марганца в раствор до 53,2% и ниже, что связано с недостаточным количеством SO₂ в сернокислом сульфитно-бисульфитном растворе для восстановления Mn⁴⁺ в Mn²⁺, а следовательно и для перевода марганца в раствор.From the results of the table it follows that in the proposed method, when leaching with sulfuric acid at a concentration of 50 g / l in the presence of a reducing agent of a sulfite-bisulfite solution with an SO ₂ content _of 0.51-1.52 mol / l and pH of solutions ≅ 3.0, manganese is extracted into the solution amounted to 64.9-89.8% in the prototype method 63.7%
With a decrease in the content of SO ₂ in the sulfite-bisulfite solution to 0.38 mol / L or lower, it leads to a decrease in the extraction of manganese in the solution to 53.2% and lower, which is associated with an insufficient amount of SO ₂ in the sulfuric acid sulfite-bisulfite solution for recovery Mn ⁴⁺ to Mn ²⁺ , and therefore for the conversion of manganese into solution.

Увеличение содержания SO₂ в сульфитно-бисульфитном растворе до 3,05 моль/л приводит к уменьшению извлечения марганца до 37,9% Это связано с уменьшением кислотности сернокислого сульфитно-бисульфитного раствора до рН= 4,8 из-за нейтрализации кислоты щелочными составляющими сульфитно-бисульфитного раствора.An increase in the SO ₂ content in a sulfite-bisulfite solution to 3.05 mol / L leads to a decrease in manganese extraction to 37.9%. This is due to a decrease in the acidity of the sulfate sulfite-bisulfite solution to pH = 4.8 due to the neutralization of the acid with alkaline components of sulfite bisulfite solution.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить степень извлечения марганца из руд и концентратов, а также упростить процесс за счет использования (утилизации) отходов производства и исключения применения дорогостоящего реагента сернистой кислоты. Thus, the proposed method allows to increase the degree of extraction of manganese from ores and concentrates, as well as to simplify the process through the use (disposal) of production waste and the elimination of the use of expensive sulfuric acid reagent.

Claims

METHOD FOR EXTRACTION OF MANGANESE FROM ORES AND CONCENTRATES, including leaching of manganese with a sulfuric acid solution in the presence of a sulfite-ion reducing agent, characterized in that, in order to increase the degree of manganese recovery, reduce the cost and simplify the process, the leaching is carried out using sulfite-bite as a reducing agent ammonium salts from the capture of gases of sulfuric acid production with a sulfur dioxide content of 0.51 1.52 mol / l at pH ≅ 3.0.