RU2441086C1 - Способ переработки марганцевых руд - Google Patents
Способ переработки марганцевых руд Download PDFInfo
- Publication number
- RU2441086C1 RU2441086C1 RU2010152818/02A RU2010152818A RU2441086C1 RU 2441086 C1 RU2441086 C1 RU 2441086C1 RU 2010152818/02 A RU2010152818/02 A RU 2010152818/02A RU 2010152818 A RU2010152818 A RU 2010152818A RU 2441086 C1 RU2441086 C1 RU 2441086C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- manganese
- solution
- temperature
- mixture
- hours
- Prior art date
Links
- 239000011572 manganese Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 52
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M sodium bisulfate Chemical compound [Na+].OS([O-])(=O)=O WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 26
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 24
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical class [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 10
- WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N Manganese(2+) Chemical compound [Mn+2] WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 7
- 235000006748 manganese carbonate Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000011656 manganese carbonate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910000016 manganese(II) carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L manganese(ii) carbonate Chemical compound [Mn+2].[O-]C([O-])=O XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims description 24
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 12
- 229910000342 sodium bisulfate Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 10
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Inorganic materials O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 7
- 150000002697 manganese compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000004566 building material Substances 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 10
- RAQDACVRFCEPDA-UHFFFAOYSA-L ferrous carbonate Chemical class [Fe+2].[O-]C([O-])=O RAQDACVRFCEPDA-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 5
- 229940093474 manganese carbonate Drugs 0.000 abstract description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 abstract 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 235000019268 ferrous carbonate Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 34
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 10
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 10
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 9
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 101100513612 Microdochium nivale MnCO gene Proteins 0.000 description 4
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 4
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 description 3
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 description 3
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 description 3
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 235000010259 potassium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 229910000357 manganese(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- DJEHXEMURTVAOE-UHFFFAOYSA-M potassium bisulfite Chemical compound [K+].OS([O-])=O DJEHXEMURTVAOE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229940099427 potassium bisulfite Drugs 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical class [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910000398 iron phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- -1 manganese, iron (II) sulfates Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химической технологии марганца и может быть использовано при обогащении марганцевых руд, в частности при переработке окисных марганцевых руд. Способ включает измельчение руды, смешение измельченной руды с гидросульфатом натрия, взятого в количестве, стехиометрически необходимом для связывания марганца и примесей в сульфаты. Затем ведут обжиг шихты в три стадии с получением пека: на первой стадии при температуре 200-300°С в течение 1-2 ч, на второй - при температуре 400-500°С в течение 0,5-1,5 ч, на третьей - при температуре 600-700°С в течение 2-4 часов. Пек выщелачивают водой при температуре 40-80°С в течение 0,5-1 ч и массовом соотношении пек: вода=1:(3-4). После фильтрации полученной пульпы проводят отделение шлама, обработку фильтрата раствором карбоната натрия, взятого в количестве, стехиометрически необходимом для связывания и осаждения соединений марганца (II) и железа (II). После фильтрации полученной суспензии проводят промывку и сушку осадка карбонатов марганца (II) и железа (П) с получением марганцевого концентрата. Абсорбцию отходящих газов обжига осуществляют фильтратом стадии выделения карбоната марганца с получением раствора гидросульфата натрия. Путем упаривания полученного раствора, кристаллизации и сушки получают гидросульфат натрия, который направляют на смешение с измельченной рудой с получением шихты. Техническим результатом является простота технологического процесса и бессточная схема процесса переработки марганцевых руд. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к химической технологии марганца и может быть использовано при обогащении марганцевых руд, в частности при переработке оксидных марганцевых руд.
Известен способ переработки марганцевого сырья, включающий выщелачивание сырья оборотным раствором серной кислоты и сульфата аммония при расчетном значении рН. В полученную суспензию вводят ферромарганец в качестве восстановителя до достижения рН 1,8-2,0. Суспензию фильтруют с выделением нерастворимого осадка и получением раствора двухвалентного марганца; последующую очистку раствора марганца проводят путем осаждения железа и фосфора аммиаком при рН жидкой фазы 4,5-5,0. Полученную суспензию фильтруют с отделением железофосфатного шлама. Из очищенного аммонийно-сульфатного раствора получают электролитический марганец и оборотную серную кислоту, содержащую сульфат аммония [А.с SU №1518400, кл. С22В 47/0, опубл. 30.10.1989 г. Бюл. №40].
Недостатком данного способа переработки марганцевого сырья является использование ферромарганца в качестве восстановителя и значительный объем сточных вод.
Известен способ переработки марганецсодержащего сырья, предусматривающий выщелачивание его серной кислотой концентрацией 70-98% в количестве 77-95% от стехиометрически необходимого на связывание марганца в сульфат в присутствии 20-40%-ного раствора бисульфита калия, используемого в качестве восстановительного раствора. Полученную пульпу направляют на разделение фаз. Из фильтрата, содержащего сульфат марганца MnSO4, осаждают карбонат марганца путем взаимодействия с раствором карбоната калия. Суспензию фильтруют, осадок промывают, сушат и прокаливают при температуре 650°С с получением марганцевого концентрата. Использование раствора бисульфита калия позволяет снизить расход серной кислоты и повысить качество готового продукта [Патент RU №2223340, кл. С22В 47/00, С22В 3/08, опубл. 10.02.2004].
Недостатком известного способа являются высокая коррозионная активность реакционной среды за счет применения концентрированной серной кислоты, использование дорогостоящего бисульфита калия в качестве восстановителя, значительный объем образуемых жидкофазных стоков, направляемых утилизацию.
Наиболее близким по достигаемому результату является способ переработки марганцевых руд, включающий измельчение руды, получение шихты, обжиг шихты, перевод в раствор марганца и сопутствующих примесей, отделение шлама от раствора, осаждение соединений марганца, выделение марганцевого концентрата фильтрацией и сушку осадка, при этом измельченную руду смешивают углеродсодержащим материалом с получением шихты и подвергают обжигу при 600-900°С и соотношении восстановитель: руда=1:(1-6). Полученный спек обрабатывают абгазной соляной кислотой при 70-95°С, соотношении Т:Ж=1:(1,5-8,0) и при рН меньше 1. Далее отделяют шлам. Очистку раствора (фильтрата) от примесей проводят путем доведения рН до 4,0-6,0 и отделения осадка гидроксидов. В очищенный раствор вводят окислитель (из группы гипохлорит натрия, перекись водорода, воздух или их смеси) при соотношении окислитель: руда=1:(2,0-5,0). Выделение концентрата марганца проводят при температуре 40-90°С и рН 7,6-14,0. Осадок марганцевого концентрата, состоящий из диоксида марганца MnO2, отделяют от маточного раствора фильтрацией, осадок промывают горячей водой и сушат с получением целевого продукта [Патент RU №2175991, кл. С22В 47/00. C01G 45/02, опубл. 20.11.2001].
Недостатками известного способа являются многостадийность технологического процесса, связанная с проведением, как восстановления, так и окисления соединений марганца, высокая коррозионная активность реакционной среды из-за использования соляной кислоты, значительный объем сточных вод.
Задачей изобретения является упрощение технологического процесса и разработка бессточной схемы переработки марганцевых руд.
Поставленная цель достигается в предлагаемом способе переработки окисной марганцевой руды, включающем измельчение руды, получение шихты, обжиг шихты, перевод в раствор марганца и сопутствующих примесей, отделение шлама от раствора, осаждение соединений марганца, выделение марганцевого концентрата фильтрацией и сушку осадка, причем измельченную руду предварительно смешивают с получением шихты с гидросульфатом натрия, взятого в количестве, стехиометрически необходимом для связывания марганца и примесей в сульфаты. Далее проводят обжиг шихты в три стадии с получением пека: на первой стадии шихту подвергают термической обработке при температуре 200-300°С в течение 1-2 ч, на второй - при температуре 400-500°С в течение 0,5-1,5 ч, на третьей - при температуре 600-700°С в течение 2-4 часов. Перевод в раствор марганца и сопутствующих примесей осуществляют путем выщелачивания пека водой при температуре 40-80°С в течение 0,5-1 ч и массовом соотношении пек: вода=1:(3-4). Полученную пульпу фильтруют, отделяют шлам стадии выщелачивания. Фильтрат обрабатывают раствором карбоната натрия, взятого в количестве, стехиометрически необходимом для осаждения соединений марганца (II) и железа (II). Полученную суспензию фильтруют, осадок карбонатов марганца и железа промывают водой и сушат с получением марганцевого концентрата. Фильтрат, представляющий собой раствор Na2SO4, направляют на стадию абсорбции отходящих газов обжига шихты. При абсорбции отходящих газов, содержащих серный ангидрид, водным раствором сульфата натрия образуется раствор гидросульфата натрия. Раствор гидросульфата упаривают, выделяют кристаллы и после сушки кристаллов полученный сухой продукт направляют на смешение с измельченной рудой с получением шихты. Шлам стадии выщелачивания, состоящий из гидроксида алюминия и диоксида кремния, направляют на получение строительного материала.
Сущность изобретения заключается в следующем: при обжиге окисной марганцевой руды в присутствии гидросульфата натрия протекают окислительно-восстановительные процессы, включающие восстановление окисленных форм соединений марганца и трехвалентного железа по уравнениям:
При обжиге гидроксид алюминия переходит в сульфат алюминия за счет протекания обменной реакции:
Отходящие газы процесса обжига содержат серный ангидрид SO3, кислород и пары воды. Таким образом, при обжиге руды соединения марганца и железа, алюминия переходят в водорастворимые формы. При выщелачивании полученного пека водой сульфаты марганца (II) MnSO4 и железа (II) FeSO4 переходят в раствор. Сульфат алюминия Al2(SO4)3 при выщелачивании подвергается гидролизу с образованием осадка гидроксида алюминия и гидросульфата натрия.
Реакционная масса после выщелачивания пека представляет собой пульпу, где гидроксид алюминия и диоксид кремния выпадают в осадок. Пульпа фильтруется, шлам Al(ОН)3 и SiO2 отделяется и после промывки направляется на производство строительного материала. Фильтрат, содержащий сульфаты марганца, железа (II), натрия, гидросульфат натрия, направляется на взаимодействие с карбонатом натрия. При этом водорастворимые сульфаты марганца (II) и железа (II) переходят в нерастворимые MnCO3 и FeCOз, которые выпадают в осадок.
Осадок карбонатов марганца (II) и железа (II) отделяют фильтрацией, промывают, сушат с получением целевого продукта с содержанием не менее 70% МnСО3. Фильтрат, представляющий раствор сульфата и гидросульфата натрия, направляют на стадию абсорбции отходящих газов для поглощения сернистого ангидрида и паров воды. При поглощении серного ангидрида образуется серная кислота, которая взаимодействует с сульфатом натрия с образованием гидросульфата натрия:
Полученную абсорбционную жидкость, представляющую раствор гидросульфата натрия, упаривают, сушат и возвращают на стадию смешения с измельченной рудой для приготовления шихты.
Проведение процесса обжига шихты руды и гидросульфата натрия в три стадии, а именно на первой стадии при температуре 200-300°С в течение 1-2 ч, на второй - при температуре 400-500°С в течение 0,5-1,5 ч, на третьей - при температуре 600-700°С в течение 2-4 часов, обеспечивает полноту восстановления окисленных форм марганца с получением соединений марганца (II) и железа (II), высокий выход марганцевого концентрата. Снижение температуры, уменьшение продолжительности стадий процесса обжига приводят к снижению выхода марганцевого концентрата. Повышение температуры, увеличение продолжительности стадий процесса обжига приводят к перерасходу энергоресурсов и образованию спеков. Количество гидросульфата натрия, взятого в количестве, стехиометрически необходимом для связывания марганца и примесей железа, алюминия в сульфаты, обеспечивает полный переход данных компонентов в водорастворимые формы и эффективное и рациональное использование реагента. Расход гидросульфата ниже стехиометрической нормы приводит к снижению выхода целевого продукта. Расход гидросульфата выше стехиометрической нормы приводит перерасходу реагента. Проведение процесса выщелачивания при массовом соотношении пек: вода=1:(3-4), при температуре 40-80°С в течение 0,5-1 ч обеспечивает полноту перехода в раствор сульфатов марганца (II) и железа (II) и алюминия и высокий выход целевого продукта. Снижение расхода воды ниже соотношения 1:3 приводит к снижению выхода целевого продукта ввиду потерь марганца с осадком стадии выщелачивания из-за неполноты перехода в раствор MnSO4. Увеличение расхода воды на выщелачивание выше соотношения 1:4 приводит к получению разбавленных растворов и увеличению в дальнейшем потребления энергоресурсов на упаривание раствора гидросульфата натрия. Снижение температуры процесса выщелачивания ниже 40°С, так и продолжительности процесса менее 0,5 ч приводит к потерям марганца и снижению выхода целевого продукта. Снижение температуры ниже 40°С также требует принудительного охлаждения реакционной массы, так как при выщелачивании происходит разогрев реакционной массы. Повышение температуры выше 80°С нецелесообразно, так как оно не приводит к увеличению выхода продукта при перерасходе энергоресурсов на подогрев реакционной массы. Увеличение продолжительности процесса выщелачивания более 1 ч приводит к снижению производительности установки. Обработка фильтрата раствором карбоната натрия, взятого в количестве, стехиометрически необходимом для осаждения соединений марганца (II) и железа (II), обеспечивает полноту осаждения марганца и рациональное использование реагента. Снижение расхода карбоната натрия ниже нормы приводит к потерям марганца, а повышение расхода - к перерасходу реагента.
Проведение процесса переработки марганцевых руд по предложенному способу обеспечивает простоту технологического процесса за счет совмещения процесса обжига и восстановления соединений марганца, отсутствия стадии окисления соединений марганца, бессточную схему переработки за счет проведения процесса при возврате и рециркуляции гидросульфата натрия в технологический цикл. При использовании изобретения может быть получен технический результат, который выражается в возможности получения качественного целевого продукта - карбоната марганца и сопутствующих продуктов - гидроксида алюминия и диоксида кремния, гидросульфата натрия. Карбонат марганца имеет многогранное применение: используется в металлургии для получения металлического марганца и ферромарганца, диоксида и оксида марганца.
Принципиальная технологическая схема переработки марганцевой руды представлена на чертеже.
Осуществление изобретения иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. 1000 г измельченной руды окисной марганцевой руды, содержащей в мас.%: 9,72 Мn2О3, 27,53 МnО2, 10,46 Fе2O3, 7,33 Аl2О3, 44,46 SiO2 и 0,5 влаги, смешивают с 2954 г гидросульфата натрия с получением 3954 г шихты. Количество гидросульфата взято в стехиометрическом соотношении для связывания соединений марганца, железа, алюминия. Шихта подвергается обжигу в три стадии с получением пека: на первой стадии шихту подвергают термической обработке при температуре 250°С в течение 1,5 ч, на второй - при температуре 450°С в течение 1 ч, на третьей - при температуре 650°С в течение 3 часов. При обжиге протекают окислительно-восстановительные процессы с образованием сульфата марганца (II), сульфата железа (II), сульфата алюминия и выделением серного ангидрида SO3, кислорода и паров воды в отходящие газы. В результате обжига получено 3301,1 г пека состава, мас.%: 20,1 MnSO4, 6,0 FeSO4, 7,45 Al2(SO4)3, 13,45 SiO2, 53,0 Na2SO4 и выделено в газовую фазу 355,3 г серного ангидрида SO3, 226,6 г воды, 71,0 г кислорода. Далее пек охлаждают и подвергают выщелачиванию в течение 1 ч водой, взятой в количестве 11884,0 г. Массовое соотношение пек: вода равно 1:3,6. При выщелачивании происходит разогрев реакционной массы, температура поднимается до 60°С. Показатель рН реакционной массы равен 6,5, среда некоррозионная. В результате выщелачивания получают 15185,1 г пульпы, содержащей 112,15 г гидроксида алюминия и 446,6 г диоксида кремния в виде осадка. Пульпу фильтруют, отделяют 556,75 г промытого шлама стадии выщелачивания, который после сушки направляют на получение строительного материала. 14628,35 г фильтрата, содержащего в %: 4,54 MnSO4, 1,36 FeSO4, 3,54 NaHSO4, 9,85 Na2SO4, обрабатывают с 3025,0 г 20%-ного раствора карбоната натрия. При взаимодействии с карбонатом натрия сульфаты марганца (II) и железа (II) образуют соответствующие карбонаты и выпадают в осадок. Карбонат натрия (605,0 г) взят в количестве, стехиометрически необходимом для образования и осаждения карбонатов марганца и железа. Полученную суспензию (17653,35 г) карбонатов марганца и железа направляют на фильтрацию. Осадок промывают водой и сушат, в результате получают 668,2 г марганцевого концентрата, содержащего в мас.%: 75,65 МnСО3, 22,71 FеСО3, 0,67 Na2SO4, 0,16 NaHSO4 и 0,8 влаги. Фильтрат в количестве 16962,2 г, содержащий 13,25% Na2SO4 и 3,05% NaHSO4, направляют на стадию абсорбции отходящих газов стадии обжига. При абсорбции поглощается 355,3 г серного ангидрида и 226,6 г воды и получают 17544,1 г абсорбционного раствора, содержащего 2954 г гидросульфата натрия. При необходимости состав раствора корректируют добавлением технической серной кислоты. Раствор гидросульфата упаривают, выделенные кристаллы сушат с получением сухого гидросульфата натрия, который возвращают на смешение с измельченной рудой с получением шихты.
Пример 2. 1000 г измельченной руды окисной марганцевой руды, содержащей в мас.%: 1,84 Мn2О3, 28,03 MnO2, 9,52 Fе2O3, 11,92 Аl2О3, 48,59 SiO2 и 0,1 влаги, смешивают с 2904 г гидросульфата натрия с получением 3904 г шихты. Количество гидросульфата взято в стехиометрическом соотношении для связывания соединений марганца, железа, алюминия. Шихта подвергается обжигу в три стадии с получением пека: на первой стадии шихту подвергают термической обработке при температуре 250°С в течение 1 ч, на второй - при температуре 450°С в течение 1 ч, на третьей - при температуре 650°С в течение 3,5 часов. При обжиге протекают окислительно-восстановительные процессы с образованием сульфата марганца (II), сульфата железа (II), сульфата алюминия и выделением серного ангидрида SO3, кислорода и паров воды с отходящими газами. В результате обжига получено 3306,9 г пека состава, мас.%: 15,79 MnSO4, 5,48 FeSO4, 12,1 Al2(SO4)3, 14,69 SiO2, 51,95 Na2SO4 и выделено в газовую фазу 315,2 г серного ангидрида SO3, 218,9 г воды, 63,0 г кислорода. Далее пек охлаждают и подвергают выщелачиванию в течение 1 ч водой, взятой в количестве 10582,1 г. Массовое соотношение пек: вода равно 1:3,2. При выщелачивании происходит разогрев реакционной массы до температуры 63°С. Показатель рН реакционной массы составляет 6,7, среда малокоррозионная. В результате выщелачивания получают 13889 г пульпы, содержащей 182,38 г гидроксида алюминия и 485,9 г диоксида кремния в виде осадка. Пульпу фильтруют, отделяют шлам стадии выщелачивания, промывают, сушат и 668,3 г сухого осадка направляют на получение строительного материала. 13220,7 г фильтрата, содержащего в %: 3,95 MnSO4, 1,37 FeSO4, 6,37 NaHSO4, 9,22 Na2SO4, обрабатывают с 2464,0 г 20%-ного раствора карбоната натрия. При взаимодействии с карбонатом натрия сульфаты марганца (II) и железа (II) образуют соответствующие карбонаты и выпадают в осадок. Карбонат натрия (492,8 г) взят в количестве, стехиометрически необходимом для образования и осаждения карбонатов марганца и железа. Полученную суспензию (15684,7 г) карбонатов марганца и железа направляют на фильтрацию. Осадок промывают водой и сушат, в результате получают 543,7 г марганцевого концентрата, содержащий в мас.%: 73,09 МnСО3, 25,41 FеСО3, 0,69 Na2SO4, 0,31 NaHSO4 и 0,5 влаги. Фильтрат в количестве 15119 г, содержащий 12,41% Na2SO4 и 5,56% NaHSO4, направляют на стадию абсорбции отходящих газов стадии обжига. При абсорбции поглощается 315,2 г серного ангидрида и 218,9 г паров воды и получают 15653,1 г раствора, содержащего 2904 г гидросульфата натрия. Раствор гидросульфата упаривают, выделенные кристаллы сушат с получением гидросульфата натрия, который возвращают на смешение с измельченной рудой с получением шихты. Промывные растворы фильтрации пульпы и суспензии карбонатов марганца и железа направляются на стадию выщелачивания пека.
Claims (2)
1. Способ переработки марганцевых руд, включающий измельчение руды, получение шихты, обжиг шихты, перевод в раствор марганца и сопутствующих примесей, отделение шлама от раствора, осаждение соединений марганца, выделение марганцевого концентрата фильтрацией и сушку осадка, отличающийся тем, что предварительно смешивают измельченную руду с гидросульфатом натрия, взятого в количестве, стехиометрически необходимом для связывания марганца и примесей в сульфаты, далее проводят обжиг полученной шихты в три стадии с получением пека, причем на первой стадии шихту подвергают термической обработке при температуре 200-300°С в течение 1-2 ч, на второй - при температуре 400-500°С в течение 0,5-1,5 ч, на третьей - при температуре 600-700°С в течение 2-4 ч, при этом перевод марганца и сопутствующих примесей в раствор осуществляют выщелачиванием пека водой при температуре 40-80°С в течение 0,5-1 ч и массовом соотношении пек:вода=1:(3-4), затем полученную пульпу фильтруют с отделением шлама стадии выщелачивания, а фильтрат обрабатывают раствором карбоната натрия, взятого в количестве, стехиометрически необходимом для связывания и осаждения соединений марганца (II) и железа (II), полученную суспензию фильтруют, осадок карбоната марганца (II) и железа (II) промывают водой и сушат с получением целевого продукта - марганцевого концентрата, а фильтрат, представляющий собой раствор сульфата и гидросульфата натрия, направляют на стадию абсорбции отходящих газов обжига, содержащих серный ангидрид, с получением раствора гидросульфата натрия, после упаривания, кристаллизации и сушки получают гидросульфат натрия, который направляют на смешение с измельченной рудой с получением шихты.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что шлам стадии выщелачивания, состоящий из гидроксида алюминия и диоксида кремния, промывают водой, сушат и направляют на получение строительного материала.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010152818/02A RU2441086C1 (ru) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | Способ переработки марганцевых руд |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010152818/02A RU2441086C1 (ru) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | Способ переработки марганцевых руд |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2441086C1 true RU2441086C1 (ru) | 2012-01-27 |
Family
ID=45786479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010152818/02A RU2441086C1 (ru) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | Способ переработки марганцевых руд |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2441086C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2539813C1 (ru) * | 2013-10-31 | 2015-01-27 | Игорь Александрович Фарбер | Способ переработки марганцевых руд |
| WO2023218288A1 (en) * | 2022-05-13 | 2023-11-16 | Innovative Manganese Technologies Sa (Pty) Ltd. | Beneficiation of manganese-bearing ore |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3085875A (en) * | 1960-01-04 | 1963-04-16 | Howe Sound Co | Treatment of manganese ores |
| US3992507A (en) * | 1973-02-28 | 1976-11-16 | Deepsea Ventures, Inc. | Halidation of manganiferous ore to obtain metal values and recovery and recycle of halide values |
| GB2161465A (en) * | 1984-07-12 | 1986-01-15 | Nat Res Dev | Obtaining aqueous solution from insoluble metal oxide |
| WO1998014623A1 (en) * | 1996-10-02 | 1998-04-09 | International Curator Resources Limited | Hydrometallurgical extraction of copper, zinc and cobalt from ores containing manganese dioxide |
| US6171562B1 (en) * | 1994-04-07 | 2001-01-09 | Companhia Vale Do Rio Doce | Process for the extraction and elimination of deleterious material from natural manganese dioxide and concentrate of manganese dioxide obtained by said process |
| RU2175991C1 (ru) * | 2001-01-10 | 2001-11-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Техномет" | Способ переработки марганцевых руд |
| WO2005012582A1 (en) * | 2003-07-30 | 2005-02-10 | Hitec Energy Limited | Improved hydrometallurgical processing of manganese containing materials |
-
2010
- 2010-12-23 RU RU2010152818/02A patent/RU2441086C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3085875A (en) * | 1960-01-04 | 1963-04-16 | Howe Sound Co | Treatment of manganese ores |
| US3992507A (en) * | 1973-02-28 | 1976-11-16 | Deepsea Ventures, Inc. | Halidation of manganiferous ore to obtain metal values and recovery and recycle of halide values |
| GB2161465A (en) * | 1984-07-12 | 1986-01-15 | Nat Res Dev | Obtaining aqueous solution from insoluble metal oxide |
| US6171562B1 (en) * | 1994-04-07 | 2001-01-09 | Companhia Vale Do Rio Doce | Process for the extraction and elimination of deleterious material from natural manganese dioxide and concentrate of manganese dioxide obtained by said process |
| WO1998014623A1 (en) * | 1996-10-02 | 1998-04-09 | International Curator Resources Limited | Hydrometallurgical extraction of copper, zinc and cobalt from ores containing manganese dioxide |
| RU2175991C1 (ru) * | 2001-01-10 | 2001-11-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Техномет" | Способ переработки марганцевых руд |
| WO2005012582A1 (en) * | 2003-07-30 | 2005-02-10 | Hitec Energy Limited | Improved hydrometallurgical processing of manganese containing materials |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2539813C1 (ru) * | 2013-10-31 | 2015-01-27 | Игорь Александрович Фарбер | Способ переработки марганцевых руд |
| WO2023218288A1 (en) * | 2022-05-13 | 2023-11-16 | Innovative Manganese Technologies Sa (Pty) Ltd. | Beneficiation of manganese-bearing ore |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2554519B1 (en) | Method for preparing manganese sulfate monohydrate | |
| CN102070198B (zh) | 铁屑还原浸出软锰矿制备高纯硫酸锰和高纯碳酸锰的方法 | |
| CN104388683B (zh) | 一种从含钒铬物料中分离回收钒和铬的方法 | |
| CN103922416B (zh) | 一种从赤泥中分离回收铁的方法 | |
| CN100537435C (zh) | 含铁废渣制备氧化铁的方法 | |
| CN102002585B (zh) | 一种石煤酸浸液生产钒铁合金的方法 | |
| CN104118893B (zh) | 一种利用钛白废酸生产工业级硫酸镁方法 | |
| CN104404274B (zh) | 一种从含钒溶液中沉淀分离回收钒的方法 | |
| CN105506285A (zh) | 一种从含钒或/和铬的溶液中分离回收钒和铬的方法 | |
| WO2011006407A1 (zh) | 一种硫酸锰的制备方法 | |
| CN102127657A (zh) | 一种石煤酸浸液提钒铁综合回收方法 | |
| CN101898797B (zh) | 高纯四氧化三锰及其制备方法 | |
| CN113957262B (zh) | 一种钒铬浸出液无铵沉钒的方法 | |
| CN108063295B (zh) | 从火法回收锂电池产生的炉渣中提取锂的方法 | |
| CN105110382A (zh) | 一种高纯γ-Fe2O3氧化铁红颜料的制备方法 | |
| CN110016548A (zh) | 钒钛磁铁矿精矿焙烧萃取提钒的方法 | |
| EA024717B1 (ru) | Способ получения оксида цинка из руды | |
| CN106745219B (zh) | 一种硫酸亚铁提纯除杂废弃物的综合利用方法 | |
| CN102167400A (zh) | 一种含钒溶液生产五氧化二钒的方法 | |
| CN105950865A (zh) | 一种从高铬型钒浸出液中分离提取钒铬的方法 | |
| RU2441086C1 (ru) | Способ переработки марганцевых руд | |
| CN102828036A (zh) | 一种由钒渣制备偏钒酸钾的方法 | |
| CN110803714A (zh) | 一种含钒溶液生产五氧化二钒的方法 | |
| CN103011294B (zh) | 四氧化三锰的制备方法 | |
| AU2010217184A1 (en) | Zinc oxide purification |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141224 |