CN1126246A - 一种海洋锰结核的芳胺还原浸出方法 - Google Patents

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Abstract

一种海洋锰结核的芳胺还原浸出方法，涉及一种还原浸出提取氧化锰矿石特别是海洋锰结核中有价金属的方法。其特征在于采用芳胺类化合物作还浸出剂。在常温常压下，将海洋锰结核粉碎制浆，加入酸和芳胺类化合物，在常规浸出槽中直接浸出，固液分离，丢弃浸渣，浸出液送金属回收。由于用芳胺类化合物还原酸浸氧化锰矿石反应的动力学特性很好，反应速度快，浸出率高，设备简单，因此是一种有实际应用前景的方法。

Description

一种海洋锰结核的芳胺还原浸出方法
本发明涉及一种用芳胺类化合物作还原剂在酸性介质中浸出氧化锰矿石特别是海洋锰结核中有价金属的方法。
海洋锰结核是一种非常巨大的前景资源，据估计世界各大洋锰结核资源储量为5000亿吨。海洋锰结核的处理方法大致可为火法冶炼和湿法浸出两大类。其中湿法浸出主要有酸浸和氨浸两类方法。锰结核中的锰主要以+4价的高氧化态存在，而镍、铜、钴等金属以类质同象形式赋存在锰、铁的氧化矿物中，因此，要有效地回收镍、铜、钴、锰等有价金属，首先须实现高氧化态锰相的分解。由于锰的+4价氧化物(主要为MnO2)与稀酸溶液难于反应，通常需加入还原剂，使+4价Mn转化为+2价Mn才易于在酸介质中溶解。如美国专利[4872909，1989年]公布了用过氧化氢作还原剂的氧化锰矿石尤其是锰结核的酸浸方法，该方法要求浸出时矿浆温度最好维持在常温(25℃左右)，温度升高，金属浸出率降低，过氧化氢用量增加(含杂稀溶液中过氧化氢的热稳定性差)，而该浸出反应又是一个放出大量热量的反应，足以把矿浆温度升到45℃，因此浸出过程中需要冷却矿浆。又如日本公开特许公报[昭56-119743]公开了用二氧化硫气体还原浸出海洋锰结核的一种方法，该方法由于浸出时要向矿浆中不断通入二氧化硫气体，因而反应只能在密闭容器中进行，同时还要使矿浆温度保持在50-100℃，所以该方法不够理想。苏联专利(SU1715873，1993年)公开了一种用天然硫化物富集的中间产品作还原剂的锰结核酸浸方法，该方法需对矿浆加热(90-100℃)，且浸出时间较长(2小时)。
为了克服现有技术中存在的不足，实现在常温常压条件下，在常规的浸出槽中进行浸出，不需对矿浆进行加温或者冷却以及浸出速度快的目的，提供一种采用芳胺类化合物作还原剂在酸性介质中直接浸出氧化锰矿石的方法。
芳胺类化合物，如苯胺、对苯二胺、邻苯三胺、间苯二胺、邻苯二胺、甲苯胺及萘二胺等，都是较强的有机还原剂，在酸溶液(可以是硫酸、盐酸、硝酸等的酸溶液)中可以将MnO2还原溶解。以苯胺为例，用H2SO4作浸出剂，浸出反应：
显然锰、铁氧化物晶格中的Ni，Cu，Co等的高价氧化物也将被还原溶解。
本发明的目的是采用以下技术方案实现的。
一种海洋锰结核的芳胺还原浸出方法，包括矿石粉碎、制浆，其特征在于：采用芳胺类化合物作还原浸出剂，在酸性介质中浸出，工艺条件为：锰结核粒度为＜0.5mm，矿浆液固比为3∶1～10∶1，酸用量为0.5～1.5g/g锰结核，芳胺类化合物用量为0.1～0.5g/g锰结核，浸出时间为10～30分钟，搅拌速度为600～1500转/分钟。
采用芳胺类化合物作还原剂在酸性介质中浸出海洋锰结核，其中的锰以及海洋锰结核中的铜、镍、钴等有价金属均得到理想的浸出率，浸出率最高可达90％以上，浸出反应的动力学特性好，浸出速度快，在10～30分钟即可完成浸出过程，药耗合理，不需对矿浆加热，浸出反应放热使矿浆温度升高会活化浸出过程，无须冷却，反应无有害气体放出，常温常压下在常规浸出槽中即可实现浸出过程，设备简单，因此具有工业应用前景。
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
本发明的实施方法是将粉碎后的最大粒度不超过0.5mm，最好是-0.074mm占40-90％的海洋锰结核物料调浆，使料浆的液固比为3∶1-10∶1，在常温(室温)常压(室内大气压)条件下，同时加酸和芳胺类化合物，酸用量为0.5-1.5g/g锰结核(酸的用量取决于酸的种类和锰结核中有价金属的品位)，芳胺类化合物用量为0.1-0.5g/g锰结核，搅拌速度为600-1500转/分钟，在常规(敞口)浸出槽中直接浸出10-30分钟后，进行液固分离，丢弃浸渣，浸出液送下一步的金属回收。
实施例1
粉碎好的海洋锰结核物料粒为-0.074mm占65％，含M10.35％，Cu0.40％，Ni0.66％，Co0.32％。浸出温度为19℃，压力为大气压。实验结果见表1。
实施例2
粉碎好的海洋锰结核物料粒为-0.074mm占72％，含Mn14.21％，Cu0.34％，Ni0.58％，Co0.27％。浸出温度为24℃，压力为大气压。实验结果见表2。
实施例3
粉碎好的海洋锰结核物料粒为-0.074mm占65％，含Mn10.35％，Cu0.40％，Ni0.66％，Co0.32％。浸出温度21℃，压力为大气压。实验结果见表3。
表1
Figure A9411754700051
注：表中还原剂为苯胺，用量单位：g/g锰结核，
酸为硫酸，用量单位：g/g锰结核，
搅拌速度单位：转/分钟，
浸出时间单位：分钟。
表2
注：表中还原剂为邻苯二胺，用量单位：g/g锰结核
酸为硫酸，用量单位：g/g锰结核，
搅拌速度单位：转/分钟，
浸出时间单位：分钟。
表3
注：表中还原剂为间苯二胺，用量单位：g/g锰结核，
酸为硫酸，用量单位：g/g锰结核，
搅拌速度单位：转/分钟，
浸出时间单位：分钟。

Claims (5)

1.一种海洋锰结核的芳胺还原浸出方法，包括矿石粉碎、制浆，其特征在于：采用芳胺类化合物作还原浸出剂，在酸性介质中浸出，
工艺条件为：海洋锰结核的粒度为＜0.5mm，
            矿浆液固比为3∶1～10∶1，
            酸用量为0.5～1.5g/g锰结核，
            芳胺类化合物用量为0.1～0.5g/g锰结核，
            浸出时间为10～30分钟，
            搅拌速度为600～1500转/分钟。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的芳胺类化合物是苯胺。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的芳胺类化合物是间苯二胺。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的芳胺类化合物是邻苯二胺。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的酸性介质最好是硫酸。
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