CN1121049A - 用软锰矿生产高纯碳酸锰的方法 - Google Patents
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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、SO2- 4≤0.05、Ca≤0.03、Mg≤0.02、K≤0.01、Na≤0.01。
Description
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,Ca 0.26,NH4 + 0.10。这些专利都试图建立低成本生产高纯碳酸锰的方法,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,本发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,选用钙、镁含量低的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,则加硫化物除杂。制得的硫酸锰溶液成分为(g/l):Mn2+ 40~100,Ca 0.01~0.1,Mg 0.01~O.1,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(%):TMn 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2.0h,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、Na2S80g,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NH4HCO3150g/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NH4HCO3150g/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≤0.03、Mg≤0.02、Cl-≤0.01、SiO2≤0.01、Al≤0.01、Pb≤0.01。
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 (4)
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℃。
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