利用高鐵高磷錳礦制備電解金屬錳的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種利用高鐵高磷錳礦制備電解金屬錳的方法，包括下列步驟：將高磷高鐵錳礦和黃鐵礦分別球磨成粉后按比例混合在自制焙燒設(shè)備中進(jìn)行焙燒，以水為浸出劑對所述經(jīng)過硫酸化焙燒的混合物進(jìn)行浸出得到硫酸錳溶液，對所述硫酸錳溶液進(jìn)行除雜得到硫酸錳電解液，在所述硫酸錳電解液中加入電解添加劑，同時(shí)向溶液中加入銨鹽作緩沖劑，將所述電解液放入電解槽，通直流電并保持恒溫后，產(chǎn)生電析作用，在陰極上析出金屬錳，對所述析出金屬錳進(jìn)行鈍化、水洗、烘干、剝離等處理，獲得電解金屬錳產(chǎn)品。本發(fā)明專利技術(shù)具有工藝流程短，能耗低，對環(huán)境污染小，將適合高鐵高磷等貧錳礦的開發(fā)和應(yīng)用。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種制備電解金屬錳的方法，具體為。
技術(shù)介紹
錳是一種重要的戰(zhàn)略資源，錳系產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于鋼鐵、電子、輕工、化工、農(nóng)業(yè)和國防等領(lǐng)域。電解金屬錳是重要的錳深加工產(chǎn)品，目前，電解金屬錳主要采用兩種生產(chǎn)工藝:一是以碳酸錳為原料，采用硫酸浸出一電解液制備一電解工藝生產(chǎn)電解金屬錳產(chǎn)品；二是以高品味氧化錳礦為原料，采用還原焙燒一硫酸浸出一電解液制備一電解工藝生產(chǎn)電解金屬錳產(chǎn)品。由于對碳酸錳礦和高品位氧化錳礦常年的無序開采，目前國內(nèi)能滿足電解金屬錳生產(chǎn)的錳礦資源越來越少，使得很多電解金屬錳企業(yè)陷入資源難求的窘境，由于傳統(tǒng)的電解金屬錳生產(chǎn)方法使用了大量較高濃度硫酸，使得錳礦中的大部分有害雜質(zhì)進(jìn)入電解液，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)，使錳浸出渣呈酸性而無法排放，企業(yè)含酸廢液的滲漏對土壤和地下水資源造成極大的污染。高鐵高磷猛礦是一種典型的含雜量高難處理復(fù)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(dāng)以這種錳礦為原料，采用現(xiàn)有濕法冶金技術(shù)生產(chǎn)電解錳等產(chǎn)品時(shí)，礦石中含有大量的鐵雜質(zhì)增加了溶液凈化的負(fù)擔(dān)，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(shù)，錳加工企業(yè)均不愿采用這類礦石原料，同時(shí)該類錳礦石也得不到有效利用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本專利技術(shù)提供一種綠色環(huán)保且高效的利用高鐵高錳錳礦制備電解金屬錳的方法。本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)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進(jìn)行焙燒； (2)用水作為浸出劑對上述焙燒后的混合物進(jìn)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(jìn)行除雜，得到硫酸錳電解液； (4)在所述硫酸錳電解液中加入電解添加劑和緩沖劑，用稀硫酸和氨水調(diào)節(jié)電解液pH值至7 ; (5)將步驟(4)的溶液倒入電解槽，在電解槽內(nèi)以不銹鋼為陰極板、鉛錫銀銻四元合金為陽極板對溶液進(jìn)行恒溫電解； (6)將沉積在陰極板上的金屬錳進(jìn)行鈍化、水洗、烘干、剝離，得到電解金屬錳產(chǎn)品。進(jìn)一步地，上述步驟(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(jìn)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(shí)間為3 4小時(shí)。進(jìn)一步地，所述步驟(I)中水與混合物的質(zhì)量比為5 7:1，浸出時(shí)間為3 4小時(shí)。進(jìn)一步地，所述步驟(3)中的除雜依次采用加入硫化鋇的預(yù)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，所述步驟(4)中的電解添加劑為二氧化硒，每升電解液加入二氧化硒為0.04 0.06go作為優(yōu)選，所述步驟(4)中的緩沖劑為硫酸銨，每升電解液加入硫酸銨為130g。作為優(yōu)選，步驟(I)中所述焙燒設(shè)備，包括爐膛和設(shè)置在爐膛內(nèi)的反應(yīng)容器，所述容器底部設(shè)有多孔狀假底，容器頂部設(shè)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(shè)有進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管上安裝有泵入氣流的氣流泵，所述多孔假底上均勻鋪設(shè)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(shè)有氣體過濾機(jī),氣體過濾機(jī)通過廢氣管道將過濾后的廢氣排出。作為優(yōu)選，所述電解槽用纖維織物半透膜均分為兩個(gè)對稱的陽極區(qū)和一個(gè)陰極區(qū)，兩個(gè)陽極區(qū)底部聯(lián)通，陰極區(qū)設(shè)有 所述陰極板，陽極區(qū)設(shè)有所述陽極板，陰極板長度為陽極板長度的90%，陽極板設(shè)計(jì)為柵欄狀。作為優(yōu)選，所述步驟(5)的電解采用電流密度為360A/Bt2直流電，恒溫為38 V 45 °C。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):一是選擇性浸出:由于本專利技術(shù)采用水為浸出劑，在提高錳的提取率的同時(shí)，能有效抑制磷、鐵的浸出，防止雜質(zhì)進(jìn)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(jìn)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(fù)擔(dān)，提高了硫酸錳溶液的質(zhì)量；三是本專利技術(shù)采用濕法冶金，可以以氧化錳礦為原料，生產(chǎn)硫酸錳溶液，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(shù)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(shí)，也大大減輕對環(huán)境的污染；五是電解液中加入電解添加劑二氧化硒促使金屬錳晶型轉(zhuǎn)變、抗氧化性增強(qiáng)、改善沉積錳的質(zhì)量、增強(qiáng)對雜質(zhì)元素的容忍能力、抑制陽極泥的生成和提高了電解效率；六是陰陽電解板的大小和形狀的設(shè)計(jì)使陽極板的有效面積為陰極板有效面積的55% 60%，這樣能提高陰極板上電流密度從而有利于降低陽極析氧過電位，產(chǎn)生較少的陽極泥，同時(shí)也減少了電解中錳沉積德邊緣效應(yīng)；七是選擇恒溫和直流電解有利于提高電解金屬錳的效率和質(zhì)量；八是由于本專利技術(shù)采用自制焙燒設(shè)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(fèi)熱源等缺點(diǎn)，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；九是由于本專利技術(shù)具有工藝設(shè)備簡單，工藝流程短，能耗低，對環(huán)境污染小，原料廣泛且價(jià)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(yīng)用。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的工藝流程示意 圖2是本專利技術(shù)電解設(shè)備示意 圖3是本專利技術(shù)的焙燒設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式為了使本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示及實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本專利技術(shù)。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。參考圖1，本專利技術(shù)，包括下列步驟:將高磷高鐵錳礦和黃鐵礦分別放入球磨機(jī)，球磨成粉后按比例混合進(jìn)行硫酸化焙燒；以水為浸出劑對所述經(jīng)過硫酸化焙燒的錳礦進(jìn)行浸出得到硫酸錳溶液；對所述硫酸錳溶液進(jìn)行除雜得到的硫酸錳溶液；在所述硫酸錳溶液中加入電解添加劑，同時(shí)向溶液中加入銨鹽作緩沖齊U，制備出合格的電解液；將所述電解液放入電解槽，通直流電并保持恒溫后，產(chǎn)生電析作用，在陰極上析出金屬錳；對所述析出金屬錳進(jìn)行鈍化、水洗、烘干、剝離等處理，獲得電解金屬猛產(chǎn)品。參考圖3，本專利技術(shù)采用的一種焙燒設(shè)備，包括爐膛01和反應(yīng)容器02，所述反應(yīng)容器底部設(shè)有多孔狀假底 021，反應(yīng)容器頂部設(shè)有外排氣管道022，所述多孔狀假底下部接有高壓氣流室03，所述高壓氣流室底部設(shè)有進(jìn)氣管04，所述進(jìn)氣管上安裝有泵入氣流的氣流泵05，所述多孔假底上均勻鋪設(shè)有小瓷珠，所述外排氣管道上設(shè)有氣體過濾機(jī)06，所述氣體過濾機(jī)設(shè)有通入所述高壓氣流室的進(jìn)氣管04，所述氣體過濾機(jī)設(shè)有廢氣管道07。氣流走向如圖3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(jìn)氣管進(jìn)入高壓氣流室，由于高壓氣流室進(jìn)氣端面比出氣端面大，使得氣流在出氣端壓強(qiáng)增大，增壓后的氣體通過均勻鋪設(shè)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(jìn)行保護(hù)或催化或直接參與反應(yīng)，之后新形成的氣流從反應(yīng)容器頂部的外排氣管道排出，進(jìn)入氣體過濾機(jī)，氣體過濾機(jī)對氣體進(jìn)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(jìn)氣管進(jìn)入高壓氣流室，并與經(jīng)氣流泵進(jìn)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(shí)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(fèi)熱源等缺點(diǎn)。實(shí)施例1: 將本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
利用高鐵高磷錳礦制備電解金屬錳的方法，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(shè)備中進(jìn)行焙燒；?（2）用水作為浸出劑對上述焙燒后的混合物進(jìn)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(jìn)行除雜，得到硫酸錳電解液；（4）在所述硫酸錳電解液中加入電解添加劑和緩沖劑，用稀硫酸和氨水調(diào)節(jié)電解液pH值至7；（5）將步驟（4）的溶液倒入電解槽，在電解槽內(nèi)以不銹鋼為陰極板、鉛錫銀銻四元合金為陽極板對溶液進(jìn)行恒溫電解；（6）將沉積在陰極板上的金屬錳進(jìn)行鈍化、水洗、烘干、剝離，得到電解金屬錳產(chǎn)品。

【技術(shù)特征摘要】

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