利用高鐵高磷錳礦制備硫酸錳電解液的方法技術

本發(fā)明專利技術涉及一種利用高鐵高磷錳礦制備硫酸錳電解液的方法，包括下列步驟：將高磷高鐵錳礦和黃鐵礦分別放入球磨機，球磨成粉后按比例混合在自制焙燒設備中進行焙燒，以水為浸出劑對所述經(jīng)過硫酸化焙燒的錳礦進行浸出得到硫酸錳溶液，對所述硫酸錳溶液進行除雜得到合格的硫酸錳電解液；由于本發(fā)明專利技術采用水為浸出劑，在提高錳的提取率的同時，能有效抑制磷、鐵的浸出，防止雜質(zhì)進入溶液，提高了后續(xù)產(chǎn)品的質(zhì)量，大大減輕后續(xù)作業(yè)中對硫酸錳溶液的凈化負擔，提高了硫酸錳溶液的質(zhì)量，解決了硫酸錳溶液生產(chǎn)企業(yè)對緊缺的碳酸錳礦的依賴問題，在降低生產(chǎn)成本的同時，也大大減輕對環(huán)境的污染，將適合高鐵高磷等貧錳礦的開發(fā)和應用。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種制備硫酸錳電解液的方法，具體為一種以高鐵高磷錳礦為原料通過綠色濕法冶金制備硫酸錳電解液的方法。
技術介紹
錳是一種重要的戰(zhàn)略資源，錳系產(chǎn)品廣泛應用于鋼鐵、電子、輕工、化工、農(nóng)業(yè)和國防等領域。天然錳礦中具有工業(yè)應用價值的主要包括氧化錳礦和碳酸錳礦，根據(jù)錳礦的品味和雜質(zhì)含量的不同，目前國內(nèi)和國際一般采用兩種工藝方法對其進行深加工處理:一是對于有害雜質(zhì)(如磷、硫)低的富礦石可直接采用火法冶煉工藝生產(chǎn)錳系合金產(chǎn)品或用作電池錳粉；二是對于大部分碳酸錳和部分氧化錳礦，一般采用濕法冶金技術生產(chǎn)錳的系列鹽類產(chǎn)品。然而，隨著對錳礦資源的逐年開采，高品味、低雜質(zhì)的優(yōu)質(zhì)錳礦日益枯竭，因此，對于錳含量低、雜質(zhì)含量高的復雜錳礦的研究開發(fā)和利用成為提高國內(nèi)錳礦深加工企業(yè)在國際市場競爭力的關鍵，也在很大程度上決定了錳礦加工業(yè)能否可持續(xù)發(fā)展。高鐵高磷猛礦是一種典型的含雜量高難處理復雜猛礦，一方面，由于其含有大量的磷而不能采用火法生產(chǎn)錳系合金產(chǎn)品，另一方面，當以這種錳礦為原料，采用現(xiàn)有濕法冶金技術生產(chǎn)錳鹽系列產(chǎn)品時，由于在硫酸浸出時需要使用大量硫酸，使錳浸出渣呈現(xiàn)酸性而無法排放，企業(yè)含酸廢液的滲漏對土壤和地下水資源造成了嚴重污染，同時礦石中有大量的鐵質(zhì)增加了溶液凈化的負擔，也影響了產(chǎn)品質(zhì)量，因此以現(xiàn)有的錳礦濕法冶金技術，錳加工企業(yè)均不愿采用這類礦石原料，同時該類錳礦石也得不到有效利用。
技術實現(xiàn)思路
針對上述現(xiàn)有技術的缺點，本專利技術提供一種綠色環(huán)保且高效的。本專利技術解決上述技術問題采用以下技術方案: ，其采用下列步驟:(1)將高磷高鐵錳礦和黃鐵礦原料分別磨成粉粒后按比例混合在焙燒設備中進行焙燒； (2)用浸出劑對上述焙燒后的混合物進行選擇性浸出，得到硫酸錳浸出液； (3)對所述硫酸錳浸出液進行除雜，得到硫酸錳電解液。進一步地，所述步驟(I)中高磷高鐵錳礦與黃鐵礦磨成粉粒的粒徑為150目 250目。進一步地，所述步驟(I)中高磷高鐵錳礦與黃鐵礦的混合摩爾比為1: 1.5 2.5。進一步地，所述步驟(I)中的焙燒為恒溫焙燒，焙燒溫度為560°C 620°C，焙燒時間為3 4小時。作為優(yōu)選，所述步驟(2)中的浸出劑為水。作為優(yōu)選，所述水與混合物的質(zhì)量比為5 7:1，浸出時間為3 4小時。進一步地，所述步驟(3)中的除雜依次采用加入硫化鋇的預處理、加入福美鈉的一段凈化、加入高錳酸鉀的二段凈化、加入活性碳的三段凈化工藝。作為優(yōu)選，步驟(I)中所述焙燒設備，包括爐膛和設置在爐膛內(nèi)的反應容器，所述容器底部設有多孔狀假底，容器頂部設有外排氣管道，所述多孔狀假底下部接有高壓氣流室，所述高壓氣流室底部設有進氣管，所述進氣管上安裝有泵入氣流的氣流泵。作為優(yōu)選，所述多孔假底上均勻鋪設有小瓷珠，所述外排氣管道與所述氣流室連通，外排氣管道上設有氣體過濾機，氣體過濾機通過廢氣管道將過濾后的廢氣排出。作為優(yōu)選，所述焙燒溫度為600°C，所述焙燒時間為3.5小時。本專利技術與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點:一是選擇性浸出:由于本專利技術采用水為浸出劑，在提高錳的提取率的同時，能有效抑制磷、鐵的浸出，防止雜質(zhì)進入溶液，提高了后續(xù)產(chǎn)品的質(zhì)量；二是綠色無污染:采用硫酸化焙燒工藝，以水作為浸出藥劑，避免了傳統(tǒng)工藝中使用大量的硫酸對錳礦中其他有害雜質(zhì)進入溶液，如重金屬銅和鉛，大大減輕后續(xù)作業(yè)中對硫酸錳溶液的凈化負擔，提高了硫酸錳電解液的質(zhì)量；三是本專利技術采用濕法冶金，可以以氧化錳礦為原料，生產(chǎn)硫酸錳電解液，解決了硫酸錳溶液生產(chǎn)企業(yè)對緊缺的碳酸錳礦的依賴問題；四是本專利技術將錳礦經(jīng)過硫酸化焙燒，在后續(xù)浸出中完全不使用硫酸，而是采用無污染低成本的水為生產(chǎn)藥劑，在降低生產(chǎn)成本的同時，也大大減輕對環(huán)境的污染；五是由于本專利技術采用自制焙燒設備克服了使用傳統(tǒng)馬弗爐不能密封使得爐料焙燒效果差和浪費熱源等缺點，可使沒用的廢氣排出，將有用的高溫氣體再次通入高壓氣流室，形成循環(huán)，不僅提高了焙燒效率而且節(jié)約了熱能；六是由于本專利技術具有工藝設備簡單，工藝流程短，能耗低，對環(huán)境污染小，原料廣泛且價格低廉，能充分利用低品位的錳礦礦石，將適合高鐵高磷等貧錳礦的開發(fā)和應用。 附圖說明圖1是本專利技術的工藝流程示意 圖2是本專利技術的焙燒設備結構示意圖。具體實施例方式為了使本專利技術實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示及實施例，進一步闡述本專利技術。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。參考圖1，本專利技術，包括下列步驟:將高磷高鐵錳礦和黃鐵礦分別放入球磨機，球磨成粉后按比例混合進行硫酸化焙燒；以水為浸出劑對所述經(jīng)過硫酸化焙燒后的混合物進行浸出得到硫酸錳溶液；對所述硫酸錳溶液進行除雜得到的硫酸錳電解液。參考圖2，本專利技術采用的一種焙燒設備，包括爐膛I和反應容器2，所述反應容器底部設有多孔狀假底21，反應容器頂部設有外排氣管道22，所述多孔狀假底下部接有高壓氣流室3，所述高壓氣流室底部設有進氣管4，所述進氣管上安裝有泵入氣流的氣流泵5，所述多孔假底上均勻鋪設有小瓷珠，所述外排氣管道上設有氣體過濾機6，所述氣體過濾機設有通入所述高壓氣流室的進氣管4，所述氣體過濾機設有廢氣管道7。氣流走向如圖2中箭頭所示，焙燒所需外界氣流(一般通入為空氣)經(jīng)氣流泵從進氣管進入高壓氣流室，由于高壓氣流室進氣端面比出氣端面大，使得氣流在出氣端壓強增大，增壓后的氣體通過均勻鋪設有小瓷珠的多孔狀假底與所需焙燒的物料充分接觸，對物料進行保護或催化或直接參與反應，之后新形成的氣流從反應容器頂部的外排氣管道排出，進入氣體過濾機，氣體過濾機對氣體進行過濾，將無用的廢氣從廢氣管道排出，而將有用成分的高溫氣體通過進氣管進入高壓氣流室，并與經(jīng)氣流泵進入的新氣體混合，初步加熱新氣體，形成循環(huán)，這樣提高了熱能利用率，同時也克服了使用傳統(tǒng)馬弗爐不能密封使得爐料焙燒效果差和浪費熱源等缺實施例1: 將高鐵高磷錳礦和黃鐵礦分別放入球磨機中，球磨機的轉速為350r/min，球磨時間為2小時，由于要將磨成的礦粉混合放在帶有假底通氣流自制爐中焙燒，所以若磨成的礦粉粒徑太大降低了兩種礦的接觸面積而不能得到充分的混合，若磨成的礦粉粒徑太小又會被氣流帶走不能完成焙燒，所以篩分得到粒徑為150目的礦粉。將高鐵高磷錳礦粉和黃鐵礦粉采用1:1.5的摩爾比混合，采用自制帶假底高爐為焙燒設備進行恒溫焙燒，焙燒溫度為5600C，焙燒時間為3小時。將焙燒好的熟料按質(zhì)量比1:5加入清水浸礦，并持續(xù)攪拌。由于本工藝為高溫焙燒過程，在熟料出爐時仍保持較高溫度，直接加入清水即可以達到較高溫度進行浸礦，而后溫度雖然下降，但在較短時間內(nèi)錳已基本完全浸出，所以不需要外加蒸汽提高浸礦速率。浸出3小時后對浸出液進行全元素分析，浸出液為含有雜質(zhì)的硫酸錳浸出液，錳的浸出率為86% ;隨后，對硫酸錳浸出液先預處理，每升浸出液加入硫化鋇Sg，硫化鋇對溶液中重金屬離子例如鋅和砷具有良好的除雜效果，并持續(xù)攪拌，攪拌時間為30分鐘；再進行一段凈化，加入福美鈉的量為每升溶液0.6g，福美鈉對重金屬離子例如鎳和鈷具有良好的除雜效果，一段凈化過程中鐵離子的濃度有可能還是無法到達標準，這個過程還應適當加入雙氧水就可以達到鐵離子除去標準，加入雙氧水的量為每升溶液Iml ;接著進本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
利用高鐵高磷錳礦制備硫酸錳電解液的方法，其采用下列步驟：（1）將高磷高鐵錳礦和黃鐵礦原料分別磨成粉粒后按比例混合在焙燒設備中進行焙燒；（2）用浸出劑對上述焙燒后的混合物進行選擇性浸出，得到硫酸錳浸出液；（3）對所述硫酸錳浸出液進行除雜，得到硫酸錳電解液。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：袁明亮，李康，宋聰，明憲權，詹海青，黎貴亮，陳南雄，黃冠漢，鄧永光，黎建新，
申請(專利權)人：中南大學，中信大錳礦業(yè)有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：