CN114737068A - 一种高品位软锰矿的高效浸出方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高品位软锰矿的高效浸出方法，涉及锰矿提取技术领域。该一种高品位软锰矿的高效浸出方法，包括以下步骤：第一步，软锰矿破碎后与还原剂按照比例混合，经过煅烧后，制备成还原锰矿粉；第二步，将还原锰矿粉按照固液比1.0:(1.0‑2.0)与纯水充分混合浆化；第三步，在浆料中加入一定量的除铁剂，搅拌10‑30分钟；第四步，搅拌20分钟后，同步匀速往反应槽内加入浆料和浓硫酸，同时补充一定量50‑70℃的纯水，并维持反应槽内温度70‑90℃；第五步，反应2小时后，浸出结束。通过软锰矿的浸出操作工艺能够保证锰的高浸出率，大大降低杂质浸出率，缩短反应时间，对反应器要求简单。
Description
技术领域
本发明涉及锰矿提取技术领域，具体为一种高品位软锰矿的高效浸出方法。
背景技术
软锰矿是生产锰系材料的重要原料。湿法工艺是生产上述材料的主要工艺，该工艺中浸出工序是必不可少的工序。在生产锰系材料的湿法工艺中，基本上采用硫酸浸出体系。由于软锰矿中的MnO2不溶于硫酸，需要通过还原焙烧将MnO2转化为MnO才能用硫酸浸出，但经过焙烧后软锰矿一些杂质也容易被硫酸浸出，尤其是铁、钾等，增加后续净化工序的压力和处理成本。
专利CN201310736450.2所述的软锰矿的浸出方法，虽然浸出率高、反应时间较短；但需要在密闭条件下使用还原剂亚硫酸铵，对反应器要求高，成本偏高；且会引入新杂质铵根离子，对于生产电池级硫酸锰产品的工艺，是不允许的；另外该方法浸出液中铁离子较高，对后续中和工序固液分离造成很大的影响。
因此，开发浸出条件简单、基本不增加后续过程负担的软锰矿浸出方法具有较大实用价值。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高品位软锰矿的高效浸出方法，解决了现有软锰矿浸出工艺条件复杂和后续加工过程负担重的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高品位软锰矿的高效浸出方法，包括以下步骤：
第一步，软锰矿破碎后与还原剂按照比例混合，经过煅烧后，制备成还原锰矿粉；
第二步，将还原锰矿粉按照固液比1.0:(1.0-2.0)与纯水充分混合浆化；
第三步，在浆料中加入一定量的除铁剂，搅拌10-30分钟；
第四步，搅拌20分钟后，同步匀速往反应槽内加入浆料和浓硫酸，同时补充一定量50-70℃的纯水，并维持反应槽内温度70-90℃；
第五步，反应2小时后，浸出结束。
优选的，所述第一步中软锰矿破碎后破碎粒度要求-120目>95％。
优选的，所述第一步中的还原剂为生物质炭复合还原剂。
优选的，所述第二步中的固液比1.0:(1.0-2.0)是指还原矿锰矿粉与水的质量比。
优选的，所述第三步中的除铁剂是指硫化钠、硫酸钾、硫酸亚铁中的一种或几种混合物。
优选的，所述第三步中的搅拌操作时间为10-30分钟，搅拌用于充分分散除铁剂。
优选的，所述第四步中的同步匀速是指两种反应物料锰矿浆料和硫酸按照反应化学式平衡加入。
优选的，所述第四步中补充一定量50-70℃的纯水是指维持体系温度和调整反应的固液比。
(三)有益效果
本发明提供了一种高品位软锰矿的高效浸出方法。具备以下有益效果：
本发明通过软锰矿的浸出操作工艺能够保证锰的高浸出率，大大降低杂质浸出率，缩短反应时间，对反应器要求简单，同时浸出条件简单，后续除杂的时候不会引入过多的杂质，同时简化了除杂和浸出步骤，达到了简单工艺高效浸出锰的目的。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本发明实施例提供一种高品位软锰矿的高效浸出方法，包括以下步骤：
第一步，软锰矿破碎后与还原剂按照比例混合，经过煅烧后，制备成还原锰矿粉；
第二步，将还原锰矿粉按照固液比1.0:1.0-2.0与纯水充分混合浆化，浆化主要目的是充分润湿矿物表面，提高后续反应传质速度；
第三步，在浆料中加入一定量的除铁剂，搅拌10分钟；
第四步，搅拌20分钟后，同步匀速往反应槽内加入浆料和浓硫酸，同时补充一定量50℃的纯水，并维持反应槽内温度70℃，维持反应槽内温度70℃是指在反应过程中，温度在70℃范围内，锰浸出率最高，杂质浸出率最低；
第五步，反应2小时后，浸出结束，反应2小时浸出结束是指锰浸出率达到理论浸出率，通过软锰矿的浸出操作工艺能够保证锰的高浸出率，大大降低杂质浸出率，缩短反应时间，对反应器要求简单，同时浸出条件简单，后续除杂的时候不会引入过多的杂质，同时简化了除杂和浸出步骤，达到了简单工艺高效浸出锰的目的。
第一步中软锰矿破碎后破碎粒度要求-120目>95％。
第一步中的还原剂为生物质炭复合还原剂。
第二步中的固液比1.0:1.0是指还原矿锰矿粉与水的质量比。
第三步中的除铁剂是指硫化钠、硫酸钾、硫酸亚铁中的一种或几种混合物。
第三步中的搅拌操作时间为10分钟，搅拌用于充分分散除铁剂。
第四步中的同步匀速是指两种反应物料锰矿浆料和硫酸按照反应化学式平衡加入。
第四步中补充一定量50℃的纯水是指维持体系温度和调整反应的固液比。
实施例二：
本发明实施例提供一种高品位软锰矿的高效浸出方法，包括以下步骤：
第一步，将150g锰矿粉和15g生物质炭复合还原剂混合均匀后，在800℃焙烧1小时冷却破碎后(粒度-120目＝96.5％)待用；
第二步，称量150g还原矿粉、150mL纯水和0.72g除铁剂加入到500mL烧杯中，搅拌20分钟后，升温至75℃；
第三步，在1000mL加入600mL纯水和157.5g98％浓硫酸，保持温度为75℃；
第四步，在1000mL烧杯中采用蠕动泵同时加入第二步中浆料和第三步中热酸，确保两种反应原料同时加完；
第五步，维持反应温度75℃不变，2小时后取样分析；
第六步，从结果来看，锰的浸出率为85.36％，溶液中铁的含量为1147mg/L。
实施例三：
本发明实施例提供一种高品位软锰矿的高效浸出方法，包括以下步骤：
第一步，将150g锰矿粉和15g生物质炭复合还原剂混合均匀后，在800℃焙烧1小时冷却破碎后(粒度-120目＝96.5％)待用；
第二步，称量150g还原矿粉、150mL纯水和0.72g除铁剂加入到500mL烧杯中，搅拌20分钟后，升温至80℃；
第三步，在1000mL加入600mL纯水和157.5g98％浓硫酸，保持温度为80℃；
第四步，在1000mL烧杯中采用蠕动泵同时加入第二步中浆料和第三步中热酸，确保两种反应原料同时加完；
第五步，维持反应温度80℃不变，2小时后取样分析；
第六步，从结果来看，锰的浸出率为88.47％，溶液中铁的含量为1056mg/L。
实施例四：
本发明实施例提供一种高品位软锰矿的高效浸出方法，包括以下步骤：
第一步，将150g锰矿粉和15g生物质炭复合还原剂混合均匀后，在800℃焙烧1小时冷却破碎后(粒度-120目＝96.5％)待用；
第二步，称量150g还原矿粉、150mL纯水和0.72g除铁剂加入到500mL烧杯中，搅拌20分钟后，升温至85℃；
第三步，在1000mL加入600mL纯水和157.5g98％浓硫酸，保持温度为85℃；
第四步，在1000mL烧杯中采用蠕动泵同时加入第二步中浆料和第三步中热酸，确保两种反应原料同时加完；
第五步，维持反应温度85℃不变，2小时后取样分析；
第六步，从结果来看，锰的浸出率为90.71％，溶液中铁的含量为973mg/L。
实施例五：
本发明实施例提供一种高品位软锰矿的高效浸出方法，包括以下步骤：
第一步，将150g锰矿粉和15g生物质炭复合还原剂混合均匀后，在800℃焙烧1小时冷却破碎后(粒度-120目＝96.5％)待用；
第二步，称量150g还原矿粉、150mL纯水和0.72g除铁剂加入到500mL烧杯中，搅拌20分钟后，升温至90℃；
第三步，在1000mL加入600mL纯水和157.5g98％浓硫酸，保持温度为90℃；
第四步，在1000mL烧杯中采用蠕动泵同时加入第二步中浆料和第三步中热酸，确保两种反应原料同时加完；
第五步，维持反应温度90℃不变，2小时后取样分析；
第六步，从结果来看，锰的浸出率为93.46％，溶液中铁的含量为827mg/L。
实施例六：
本发明实施例提供一种高品位软锰矿的高效浸出方法，包括以下步骤：
第一步，将150g锰矿粉和15g生物质炭复合还原剂混合均匀后，在800℃焙烧1小时冷却破碎后(粒度-120目＝96.5％)待用；
第二步，称量150g还原矿粉、150mL纯水和0.72g除铁剂加入到500mL烧杯中，搅拌20分钟后，升温至90℃；
第三步，在1000mL加入600mL纯水和157.5g98％浓硫酸，保持温度为90℃；
第四步，在1000mL烧杯中采用蠕动泵同时加入第二步中浆料和第三步中热酸，确保两种反应原料同时加完；
第五步，维持反应温度90℃不变，3小时后取样分析；
第六步，从结果来看，锰的浸出率为94.46％，溶液中铁的含量为753mg/L。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种高品位软锰矿的高效浸出方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，软锰矿破碎后与还原剂按照比例混合，经过煅烧后，制备成还原锰矿粉；
第二步，将还原锰矿粉按照固液比1.0:(1.0-2.0)与纯水充分混合浆化；
第三步，在浆料中加入一定量的除铁剂，搅拌10-30分钟；
第四步，搅拌20分钟后，同步匀速往反应槽内加入浆料和浓硫酸，同时补充一定量50-70℃的纯水，并维持反应槽内温度70-90℃；
第五步，反应2小时后，浸出结束。
2.根据权利要求1所述的一种高品位软锰矿的高效浸出方法，其特征在于：所述第一步中软锰矿破碎后破碎粒度要求-120目>95％。
3.根据权利要求1所述的一种高品位软锰矿的高效浸出方法，其特征在于：所述第一步中的还原剂为生物质炭复合还原剂。
4.根据权利要求1所述的一种高品位软锰矿的高效浸出方法，其特征在于：所述第二步中的固液比1.0:(1.0-2.0)是指还原矿锰矿粉与水的质量比。
5.根据权利要求1所述的一种高品位软锰矿的高效浸出方法，其特征在于：所述第三步中的除铁剂是指硫化钠、硫酸钾、硫酸亚铁中的一种或几种混合物。
6.根据权利要求1所述的一种高品位软锰矿的高效浸出方法，其特征在于：所述第三步中的搅拌操作时间为10-30分钟，搅拌用于充分分散除铁剂。
7.根据权利要求1所述的一种高品位软锰矿的高效浸出方法，其特征在于：所述第四步中的同步匀速是指两种反应物料锰矿浆料和硫酸按照反应化学式平衡加入。
8.根据权利要求1所述的一种高品位软锰矿的高效浸出方法，其特征在于：所述第四步中补充一定量50-70℃的纯水是指维持体系温度和调整反应的固液比。
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