專利名稱：一種用連續(xù)加壓酸浸法從錳礦、錳尾礦及錳渣中回收錳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用濕法冶金的方法回收錳的方法。具體是一種用連續(xù)加壓酸浸法從錳礦、錳尾礦及錳渣中回收錳的方法。
背景技術(shù)：
電解金屬錳和錳鹽是國民經(jīng)濟(jì)中重要的原料。我國雖有較為豐富的錳礦資源，但以中、小型礦床為主，且礦石品位比較低。我國是世界上最大的錳消費(fèi)國，錳礦產(chǎn)量遠(yuǎn)不能滿足需要。錳消費(fèi)的最主要行業(yè)一鋼鐵工業(yè)依靠大量進(jìn)口優(yōu)質(zhì)錳礦以滿足生產(chǎn)需要。金屬錳的濕法冶金生產(chǎn)多用硫酸水溶液浸錳礦，使錳礦中的錳溶入溶液，再將溶液電積。由于硫酸只能與碳酸錳礦等二價(jià)錳礦物反應(yīng)，如用酸浸法處理二氧化錳及其它高價(jià)錳礦物都必須經(jīng)過預(yù)處理，將高價(jià)錳還原轉(zhuǎn)化為二價(jià)錳才能采用硫酸浸溶。因此，采用直接浸出工藝處理錳礦的錳濕法冶金工廠及錳化工廠，一般都以碳酸錳礦或主要是碳酸錳礦的二價(jià)錳礦或混合錳礦作為原料。在各種高價(jià)錳的預(yù)處理工藝中，火法工藝的還原焙燒工藝由于高溫狀態(tài)下二價(jià)錳極易重新氧化使轉(zhuǎn)化控制困難、轉(zhuǎn)化效率難以保證，且還存在能耗大、加工費(fèi)用高等因素，在企業(yè)中多已被淘汰；黃鐵礦+ 二氧化錳焙燒工藝雖還原效果較好，但因存在技術(shù)問題及低濃度二氧化硫煙氣的污染嚴(yán)重等因素尚未見在工業(yè)應(yīng)用的報(bào)導(dǎo)。應(yīng)用較多是兩礦直接酸浸出法，即二氧化錳礦中加入一定數(shù)量的黃鐵礦作為還原劑，在硫酸體系中直接進(jìn)行浸出。利用硫化鐵中低價(jià)硫在高酸度條件下的還原性，將氧化錳礦中的高價(jià)錳還原為二價(jià)錳，同時(shí)自身被氧化為硫酸或單質(zhì)硫。錳濕法冶金的現(xiàn)行生產(chǎn)工藝，無論是碳酸錳礦酸浸或是兩礦法直接酸浸工藝，浸出作業(yè)過程均在敞口攪拌槽中進(jìn)行，受氣壓條件及酸霧、水分蒸發(fā)及蒸氣消耗大等限制，作業(yè)溫度一般只能在85 °C以下，錳礦的轉(zhuǎn)化率不高、浸出速率低，錳浸出率一般65% 70% ；加之作業(yè)過程間斷進(jìn)行，浸出作業(yè)周期一般需要6 8小時(shí)，生產(chǎn)效率低，作業(yè)條件差，勞動(dòng)強(qiáng)度大。我國的錳礦濕法冶金企業(yè)及錳化工產(chǎn)品企業(yè)的原料主要是國內(nèi)的中、低品位混合錳礦，多采用直接酸浸工藝浸取礦石中的碳酸錳，歷年生產(chǎn)堆存了大量低品位氧化錳礦的錳選礦尾礦和浸取碳酸錳后的殘?jiān)?。不僅緊缺的錳資源沒有得到很好回收利用，還大量占用土地和造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)對高價(jià)錳需要還原焙燒，對從低品位氧化錳礦、錳選礦尾礦和浸取碳酸錳后的殘?jiān)厥斟i效率低、收率低、污染環(huán)境的問題，提出一種用連續(xù)加壓酸浸法從錳礦、錳尾礦及錳渣中回收錳的方法，該方法可直接浸溶礦物組成復(fù)雜的錳礦、錳尾礦及錳渣中的錳，且生產(chǎn)效率高，錳的直收率高，且不污染環(huán)境。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用連續(xù)加壓酸浸法從錳礦、錳尾礦及錳渣中回收錳的方法，其步驟為(1)備錳原料，所述的錳原料為錳礦、錳尾礦或錳渣中至少一種；
(2)原料粉碎、磨細(xì)；
(3)原料加水300% 700%，加入還原劑，混合均勻?yàn)榈V漿；
(4)調(diào)酸，在礦漿中加入硫酸調(diào)整為含酸量為20g/L 200g/L的含酸礦漿；
(5)進(jìn)料，將含酸礦漿連續(xù)加入可以密封的浸出釜，調(diào)整進(jìn)料速度，使含酸礦漿在浸出釜內(nèi)的停留時(shí)間為60min 180min ；
(6)浸出，將含酸礦漿連續(xù)加入浸出釜的同時(shí)，向浸出釜中加入氣體，將浸出釜的工作壓力調(diào)整至0. 3MPa 1. 5Mpa,保持壓力，工作溫度95°C 150°C，保持溫度，攪拌，浸出時(shí)間為 60min 180min ；
(7)出料，從浸出釜中排出礦漿；
(8)液固分離，得到含錳浸出液。步驟(1)所述的錳原料中Mn總的含量質(zhì)量百分比為5% 60%，其中Mn2+含量0% 100%，其余為高價(jià)錳；所述的高價(jià)錳是指在化合物中錳的化合價(jià)大于2。步驟(2)所述的粉碎是將原料粉碎至-100目 +400目。步驟(2)和(3)所述的原料為錳原料中加入還原劑，還原劑為黃鐵礦，還原劑粉碎至-200目，錳原料與還原劑的質(zhì)量比為100 0 50。步驟(5)所述的進(jìn)料是通過加壓泵將礦漿向浸出釜輸送。步驟(5)、(6)和(7)所述的加壓釜為臥式多室高壓浸出釜，或用管道串聯(lián)多個(gè)立式高壓浸出釜。步驟(6)所述的的保持壓力是通過向浸出釜中輸入壓縮空氣實(shí)現(xiàn)；步驟(6)所述的保持溫度是通過向浸出釜中輸入蒸汽實(shí)現(xiàn)。步驟(7)所述的攪拌的速度為15 750轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明是采用連續(xù)加壓酸浸的方法使錳原料中的錳迅速、充分浸出，本發(fā)明采用加壓和提高溫度的方法強(qiáng)化反應(yīng)過程，提高浸出過程的反應(yīng)速率及錳的浸出率，本發(fā)明經(jīng)試驗(yàn)選擇了特定的壓力和溫度，使浸出率和成本達(dá)到最佳。為使高價(jià)錳能充分浸出，本發(fā)明可加入黃鐵礦作為還原劑，還原劑的比例是根據(jù)原料中高價(jià)錳的量而設(shè)計(jì)。本發(fā)明將錳原料及還原劑粉碎，使原料中的錳能充分浸出。為保證加壓酸浸工藝的實(shí)施，本發(fā)明的浸出設(shè)備是采用可以密封的浸出釜，整個(gè)酸浸過程是在高于大氣壓力的狀態(tài)下進(jìn)行，提高了錳的浸出率，避免了反應(yīng)氣體逸出。本發(fā)明是通過控制進(jìn)料和出料的速度，使原料在浸出釜中運(yùn)行的同時(shí)完成浸出過程，從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)。原料從進(jìn)料口至出料口的運(yùn)行時(shí)間即為高壓酸浸冶金反應(yīng)過程的時(shí)間，本發(fā)明的設(shè)備主要是臥式多室高壓浸出釜，也可用管道串聯(lián)的多個(gè)立式高壓浸出釜。為保證浸出過程在高壓和高溫條件下進(jìn)行，本發(fā)明在浸出過程中需要加入高壓蒸汽以滿足過程熱平衡及保持工作溫度；加入壓縮空氣以控制高壓釜工作壓力。本發(fā)明在浸出過程中需要連續(xù)攪拌，使得浸出均勻、充分，經(jīng)液固分離，得到含錳浸出液，再將浸出液按常規(guī)方法制取金屬錳或其它錳產(chǎn)品。本發(fā)明可以適用于各種錳原料，特別適用于高價(jià)錳且品位較低的錳原料。本發(fā)明錳礦、錳尾礦及錳渣中錳浸出的主要反應(yīng)式為 15Mn02 + 2FeS2 + HH2SO4 = 15MnS04 + Fe2 (SO4) 3 + 14H20 MnCO3 + H2SO4 = MnSO4 + CO2 + H2O發(fā)明的有益效果為能直接浸出組成復(fù)雜的錳礦、錳尾礦及錳渣中的錳，特別是高價(jià)錳。與現(xiàn)行錳濕法冶金浸出過程比較，原料的適應(yīng)性大幅提升并能從廢棄錳渣中回收資源，有利于提高錳礦資源的利用率；浸出作業(yè)在封閉的高壓釜內(nèi)進(jìn)行，控制釜內(nèi)壓力高于常壓，可使物料在更高的反應(yīng)溫度下浸出，強(qiáng)化了反應(yīng)過程，大幅度提高反應(yīng)速率和錳的轉(zhuǎn)化浸出率，縮短了浸出時(shí)間，高效率的實(shí)現(xiàn)氧化錳礦的浸溶和回收，采用本發(fā)明的方法使錳的浸出率高，浸渣含錳很低；作業(yè)在封閉容器內(nèi)進(jìn)行避免了加溫浸出過程中大量水分蒸發(fā)帶來的熱量損失，同時(shí)避免作業(yè)過程中逸出的反應(yīng)氣體及酸霧污染環(huán)境的及對操作人員的危害，改善作業(yè)條件；浸出過程連續(xù)進(jìn)行，大幅度減少間斷槽浸的輔助作業(yè)時(shí)間，使作業(yè)效率和勞動(dòng)生產(chǎn)率大幅提高；過程強(qiáng)化。本發(fā)明工藝先進(jìn)、操作方便，資源利用率高，錳浸出率高，作業(yè)時(shí)間短，工藝流程短，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，環(huán)境友好的特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式用連續(xù)加壓酸浸法從錳礦、錳尾礦及錳渣中回收錳的方法提供6個(gè)實(shí)施例，具體參數(shù)見表1，具體步驟如下
(1)備錳原料和還原劑，
(2)將錳原料和還原劑分別粉碎，
(3)配料，各原料的重量比錳原料還原劑為100 0 50，
(4)將錳原料及還原劑加水，混合均勻?yàn)榈V漿，
(5)調(diào)酸，在礦漿中加入硫酸為含酸量為20g/L 200g/L的含酸礦漿，
(6)進(jìn)料，是通過加壓泵連續(xù)將含酸礦漿加入浸出釜，調(diào)整進(jìn)料速度，使礦漿在高壓釜內(nèi)從進(jìn)料至出料的停留時(shí)間為60min 180min，
(7)浸出，向浸出釜中加入氣體，將浸出釜的工作壓力調(diào)整至0.3MPa 1. 5Mpa，通過向浸出釜中輸入壓縮空氣，保持浸出釜內(nèi)設(shè)計(jì)的壓力恒定；工作溫度95°C 150°C，向浸出釜中輸入蒸汽，保持浸出釜內(nèi)設(shè)計(jì)的溫度恒定，攪拌，浸出時(shí)間即礦漿停留時(shí)間為60min 180min,
(8)出料，從浸出釜中排出礦漿，
(9)用常規(guī)方法液固分離，得到含錳浸出液，檢測浸出液中錳的含量，
(10)用常規(guī)方法將浸出液凈化和電積得金屬錳。 表權(quán)利要求
1.一種用連續(xù)加壓酸浸法從錳礦、錳尾礦及錳渣中回收錳的方法，其步驟為(1)備錳原料，所述的錳原料為錳礦、錳尾礦或錳渣中至少一種；(2)原料粉碎；(3)原料加水300% 700%，混合均勻?yàn)榈V漿；(4)調(diào)酸，在礦漿中加入硫酸調(diào)整為含酸量為20g/L 200g/L的含酸礦漿；(5)進(jìn)料，將含酸礦漿連續(xù)加入可以密封的浸出釜，調(diào)整進(jìn)料速度，使含酸礦漿在浸出釜內(nèi)的停留時(shí)間為60min 180min ；(6)浸出，將含酸礦漿連續(xù)加入浸出釜的同時(shí)，向浸出釜中加入氣體，將浸出釜的工作壓力調(diào)整至0. 3MPa 1. 5Mpa,保持壓力，工作溫度95°C 150°C，保持溫度，攪拌，浸出時(shí)間為 60min 180min ；(7)出料，從浸出釜中排出礦漿；(8)液固分離，得到含錳浸出液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用連續(xù)加壓酸浸法從錳礦、錳尾礦及錳渣中回收錳的方法，其特征是步驟(1)所述的錳原料中Mn總的含量質(zhì)量百分比為5% 60%，其中Mn2+含量 0% 100%，其余為高價(jià)錳；所述的高價(jià)錳是指在化合物中錳的化合價(jià)大于2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用連續(xù)加壓酸浸法從錳礦、錳尾礦及錳渣中回收錳的方法，其特征是步驟(2)所述的粉碎是將原料粉碎至-100目 +400目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用連續(xù)加壓酸浸法從錳礦、錳尾礦及錳渣中回收錳的方法，其特征是步驟(2)和(3)所述的原料為錳原料中加入還原劑，還原劑為黃鐵礦，還原劑粉碎至-200目，錳原料與還原劑的質(zhì)量比為100 0 50。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用連續(xù)加壓酸浸法從錳礦、錳尾礦及錳渣中回收錳的方法，其特征是步驟(5)所述的進(jìn)料是通過加壓泵將礦漿向浸出釜輸送。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用連續(xù)加壓酸浸法從錳礦、錳尾礦及錳渣中回收錳的方法，其特征是步驟(5)、(6)和(7)所述的加壓釜為臥式多室高壓浸出釜，或用管道串聯(lián)多個(gè)立式高壓浸出釜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用連續(xù)加壓酸浸法從錳礦、錳尾礦及錳渣中回收錳的方法，其特征是步驟(6)所述的的保持壓力是通過向浸出釜中輸入壓縮空氣實(shí)現(xiàn)；步驟(6) 所述的保持溫度是通過向浸出釜中輸入蒸汽實(shí)現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用連續(xù)加壓酸浸法從錳礦、錳尾礦及錳渣中回收錳的方法，其特征是步驟(7)所述的攪拌的速度為15 750轉(zhuǎn)/分鐘。
全文摘要
一種用連續(xù)加壓酸浸法從錳礦、錳尾礦及錳渣中回收錳的方法，其步驟為(1)備錳原料，所述的錳原料為錳礦、錳尾礦或錳渣；(2)原料粉碎；(3)原料加水,混合均勻?yàn)榈V漿；(4)在礦漿中加入硫酸調(diào)整為含酸礦漿；(5)將含酸礦漿連續(xù)加入可以密封的浸出釜，調(diào)整進(jìn)料速度，保證含酸礦漿在浸出釜內(nèi)的停留時(shí)間；(6)將含酸礦漿連續(xù)加入浸出釜，調(diào)整工作壓力，保持壓力，調(diào)整工作溫度，保持溫度，攪拌；(7)從浸出釜中排出礦漿；(8)液固分離，得到含錳浸出液。本發(fā)明的有益效果為能直接浸出組成復(fù)雜的錳礦、錳尾礦及錳渣中的錳，特別是高價(jià)錳。采用本發(fā)明的方法使錳的浸出率高，改善作業(yè)條件；浸出過程連續(xù)進(jìn)行，使作業(yè)效率和勞動(dòng)生產(chǎn)率大幅提高。本發(fā)明具有工藝先進(jìn)、操作方便，資源利用率高，錳浸出率高，作業(yè)時(shí)間短，工藝流程短，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，環(huán)境友好的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22B47/00GK102220491SQ201110148720
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者馮桂林, 郭永鍇 申請人:郭永鍇