CN1039637C

CN1039637C - 用软锰矿生产高纯碳酸锰的方法

Info

Publication number: CN1039637C
Application number: CN94113105A
Authority: CN
Inventors: 杨健; 李宗雄; 贺万宁
Original assignee: Changsha Research Institute Of Mining And Metallurgy ministry Of Metallurgical Industry
Current assignee: Changsha Research Institute Of Mining And Metallurgy ministry Of Metallurgical Industry
Priority date: 1994-10-18
Filing date: 1994-10-18
Publication date: 1998-09-02
Anticipated expiration: 2014-10-18
Also published as: CN1121049A

Abstract

本发明是关于用软锰矿生产高纯碳酸锰的方法。其特征在于：以软锰矿为原料，除去软锰矿中的钙镁杂质；用适合的还原剂还原浸出，在浸出的同时除去溶液中的钾、钠离子，加硫化物净化除去浸出液中的重金属离子，得到合格的硫酸锰溶液；将该硫酸锰溶液和碳酸盐溶液混和，在优化的工艺条件下，制取沉淀产物；产物经洗涤、烘干，得到高纯碳酸锰，其主要化学成分为(%)：Mn44～46、SO^2- ₄≤0.05、Ca≤0.03、Mg≤0.02、K≤0.01、Na≤0.01。

Description

用软锰矿生产高纯碳酸锰的方法

本发明是关于以软锰矿为原料制取高纯碳酸锰的方法。

目前国内生产高纯碳酸锰普遍以金属锰或合成二氧化锰为原料，在硝酸溶液体系中溶解制得硝酸锰溶液，然后用可溶性碳酸盐作沉淀剂制取。其缺点是原料金属锰合成二氧化锰及硝酸价钱昂贵，生产成本高。为了降低生产成本，以矿石为原料，在硫酸溶液体系中浸出是一条有效的途径。如日本公开特许平4-108614提出，以软锰矿为原料，经还原焙烧，硫酸溶液体系浸出，可溶性碳酸盐作沉淀剂，制得碳酸锰，其化学成分(％)：Mn 44.0～44.2.Ca 0.042～0.140，Mg 0.011～0.044，SO₄ ^2-0.59～1.51，Na 0.036～0.086，K 0.011～0.019。又如西德专利DE3408030A1提出，以软锰矿为原料，经还原焙烧，硫酸溶液体系浸出，碳酸铵溶液作沉淀剂，制得碳酸锰，杂质含量为(％)：SO₄ ^2-0.7，Ca0.26，NH₄ ⁺0.10。这些专利都试图建立低成本生产高地碳酸锰的方法，但产品中杂质SO₄ ^2-、Ca、Mg、K、Na含量偏高，不能满足软磁铁氧体所需碳酸锰的要求。

本发明的目的在于建立一种以软锰矿为原料，制取高纯碳酸锰的方法。其重点在于控制产品中杂质SO₄ ^2-、Ca、Mg、K、Na的含量。

为实现上述目的，本交明的主要技术方案是：在硫酸溶液中对软锰矿进行预浸出和洗矿操作除去Ca、Mg杂质，选用Ca、Mg杂质含量低的还原剂进行还原浸出，得到的合格硫酸锰溶液与碳酸盐溶液缓慢混合，沉淀物经洗涤、烘干，制得高纯碳酸锰。本发明的工艺流程见图1。其原料软锰矿的化学成分为(％)：TMn 30～50、CaO 0.2～5.0、MgO 0.2～5.0，Al₂O₃ 3～5、SiO₂ 5～20、K₂O 0.5～3.0、Na₂O 0.5～3.0。

本发明的工艺过程分述如下：

一、矿粉在酸度H₂SO₄ 5～100g/l，固液比1∶2～10，温度20～100℃，时间0.5～5h条件下预浸出，钙、镁等杂质进入溶液，锰浸出率小于1％。然后，在常温下，以固液比1∶2～10，倾析法固液分离，用去离子水洗矿1～5次。

二、经洗涤后的软锰矿矿浆导入浸出槽，选用含CaO小于0.3％，MgO小于0.2％的硫化物还原剂进行还原浸出。其工艺条件是：固液比1∶2～10，软锰矿、还原剂重量比1∶0.5～2.0，酸矿比3～0.5∶1，温度40～100℃，时间1～10h。在浸出的过程中，利用体系中自身成分相互反应，使钾、钠离子形成配合物沉淀与溶液分离。加氨水中和，浸出矿浆终点pH大于5.0。经固液分离后，如上清液中重金属杂质离子含量超标，则加硫化物(其中CaO含量小于0.3％，MgO小于0.2％)除杂。制得的硫酸锰溶液成分为(g/l)：Mn²⁺40～100，Ca 0.01～0.05，Mg 0.01～0.05，K 0.03～0.1，Na 0.02～0.1。

三、将制备的硫酸锰溶液与碳酸盐溶液缓慢混和，控制pH5～9，温度10～80℃。得到的沉淀产物用去离子水洗涤3～7次，其固液比为1∶3～10。最后过滤、烘干，烘干温度50～100℃。制得的高纯碳酸锰可满足软磁铁氧体所用碳酸锰的要求，其化学成分为(％)：Mn Cl^- SO₄ ^2- SiO₂ Al K Na Ca Mg Pb44-46 ≤0.01 ≤0.05 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.03 ≤0.02 ≤0.01

实施例一：

某软锰矿70g，化学成分(％)：T_Mn 47.13、CaO 0.23、MgO 0.82、Al₂O₃ 4.52、SiO₂ 5.25、K₂O 1.32、Na₂O 0.60。加硫酸6.0g、温度80℃、时间2.Oh，进行预浸出；其底流以固液比1∶6在常温下洗矿3次。将预处理后的软锰矿在固液比1∶3、温度90℃下，加硫酸150g、Na₂S(其中CaO含量小于O.3％，MgO小于0.2％)80g、经7小时还原浸出，得浸出液463ml，含Mn²⁺58.8g/l，锰收率82.5％。

将上述硫酸锰溶液300ml，于常温下缓慢加入到338ml含NH₄HCO₃ 150g/l的溶液中，得到的沉淀物经洗涤、烘干，制得高纯碳酸锰，化学成分为(％)：Mn 45.45、SO₄ ^2- 0.040、Ca 0.023、Mg＜0.01、K≤0.01、Na≤0.02。

实施例二：

上述软锰矿420g，加硫酸45.0g、温度95℃、时间2.0h，进行预浸出。预浸出底流以固液比1∶5，在常温下洗矿2次。将预处理后的软锰矿在固液比1∶3、温度95℃下，加硫酸960g、黑灰(其中CaO含量小于0.3％，MgO小于0.2％)480g，经8小时还原浸出，得浸出液2.64l，含Mn²⁺57.3g/l，锰收率76.4％。

取制备的硫酸锰溶液300ml，在常温下缓慢加入到329ml含NH₄HCO₃ 150g/l的溶液中，得到的沉淀物经洗涤、烘干，制得高纯碳酸锰，化学成分(％)：Mn 44.69、SO₄ ^2- 0.037、K≤0.01、Na≤0.02、Ca≤O.03、Mg≤0.02、Cl^-≤0.01、SiO₂≤0.01、Al≤0.01、Pb≤O.01 。

本发明的优点是：本发明系以软锰矿为原料，在硫酸溶液体系中浸出，从而制取高纯碳酸锰。所用的原材料价格低廉，能够大幅度降低生产成本；所得产品质量优良，能够满足软磁铁氧体用碳酸锰的要求。

Claims

1.一种用软锰矿为原料制取高纯碳酸锰的方法，其特征在于：以软锰矿为原料、进行硫酸预处理及洗矿操作除去软锰矿中的钙、镁杂质；然后以固液比1∶2～10，软锰矿、还原剂重量比1∶0.5～2.0，酸矿比3～0.5∶1，温度40～100℃，时间1～10h进行还原浸出，并同时以配合物的形式除去溶液中的钾、钠离子；矿浆经固液分离，用硫化物除去溶液中的重金属离子，得到合格的硫酸锰溶液；将此硫酸锰溶液与碳酸盐溶液混和，通过优化工艺条件，控制沉淀产物中的锰及硫酸盐含量；沉淀产物经洗涤、烘干，制得高纯碳酸锰。

2.根据权利要求1所述的生产高纯碳酸锰的方法，其特征是预浸出时的条件为：固液比1∶2～10，温度20～100℃，时间0.5～5h，矿浆含H₂SO₄ 5～100g/l；洗矿作业的条件为：固液比1∶2～10，倾析分离，洗矿1～5次。

3.根据权利要求1所述的生产高纯碳酸锰的方法，其特征是还原浸出时选用含CaO小于0.3％，MgO小于0.2％的硫化物还原剂。

4.根据权利要求1所述的生产高纯碳酸锰的方法，其特征是沉淀碳酸锰的工艺条件为：控制PH5～9，温度10～80℃。