專(zhuān)利名稱(chēng):氧化錳礦石的催化浸取方法
本發(fā)明屬于用濕法從氧化錳礦石中提取化合物的方法。
目前國(guó)內(nèi)外以氧化錳礦石為原料，生產(chǎn)錳鹽及其制品的方法很多，途徑很廣，其主要生產(chǎn)方法有連二硫酸鈣法、二氧化硫吸收法、細(xì)菌浸取法以及高溫還原焙燒-酸浸法等。連二硫酸鈣法可以利用含二氧化硫的廢氣來(lái)處理礦石，具有成本低的優(yōu)點(diǎn)，但目前國(guó)內(nèi)外仍處于半工業(yè)性試驗(yàn)階段，二氧化硫吸收法與連二硫酸鈣法近似，該法不足之處是務(wù)必有二氧化硫氣源，二氧化硫被錳礦粉吸收后，料漿過(guò)濾較困難;同時(shí)無(wú)法避免的要產(chǎn)生連二硫酸錳，而破壞此連二硫酸錳的工序繁瑣;這種方法對(duì)設(shè)備的腐蝕也相當(dāng)嚴(yán)重，至今仍無(wú)根治的完善方案。細(xì)菌浸取法直至目前國(guó)內(nèi)外仍處于研究試驗(yàn)階段，主要有待解決的問(wèn)題是細(xì)菌的培養(yǎng)與延續(xù)過(guò)程復(fù)雜，工藝周期冗長(zhǎng)，金屬回收率偏低。目前廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的方法是高溫還原焙燒-酸浸法。該法沿用至今近半個(gè)多世紀(jì)的歷史，雖然是一個(gè)比較成熟的工藝，但它有以下缺點(diǎn)第一是熱能消耗大，每處理一噸氧化錳礦粉直接能耗不低于175～185萬(wàn)千卡，同時(shí)要求還原劑用煤應(yīng)具有灰份少，軟化點(diǎn)高、膠結(jié)物少，易揮發(fā)和還原能力強(qiáng)的特點(diǎn)。第二對(duì)氧化錳原礦粉的理化組成有嚴(yán)格要求、例如含鐵要求低(最好不大于5%)，同時(shí)不應(yīng)有以硅酸鹽狀態(tài)存在的錳，第三是金屬回收率低，由于受到設(shè)備、煤質(zhì)、工藝作業(yè)等多方面可變因素的影響，使得還原效率穩(wěn)定性差，從而影響錳浸出效率的提高。第四是焙燒物料易遭受二次氧化，還原焙燒產(chǎn)出的高溫物料必須在特殊設(shè)施中隔絕空氣冷卻和儲(chǔ)存，否則已被還原得到的一氧化錳會(huì)造成二次氧化為二氧化錳，使錳的浸出率明顯降低。第五是勞動(dòng)條件十分惡劣，礦塵飛揚(yáng)量大。長(zhǎng)期以來(lái)人們思革，但注意力多集中于設(shè)備選型和某些局部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方面，盡管設(shè)備的更新有可能對(duì)焙燒作業(yè)帶來(lái)一些相對(duì)局限性的好處，但始終無(wú)法回避“焙燒”的實(shí)質(zhì)，能耗高，勞動(dòng)條件惡劣、作業(yè)欠穩(wěn)定等諸方面困局仍然難以擺脫。
本發(fā)明的目的是提供一種催化浸取方法(全濕法)，處理氧化錳礦石不經(jīng)過(guò)焙燒，而是將氧化錳礦粉中的二氧化錳直接酸化轉(zhuǎn)化為可溶性鹽，克服現(xiàn)有方法所存在的上述缺點(diǎn)，簡(jiǎn)化工藝，改善勞動(dòng)條件，提高錳的浸出效率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是在特定的有機(jī)催化劑及發(fā)酵劑作用下，在酸性溶液中，使氧化錳礦粉中的二氧化錳有效轉(zhuǎn)化為可溶性鹽，經(jīng)熟化、水浸出處理為其特征的。
本發(fā)明的基本依據(jù)是由于氧化錳礦物中二氧化錳為四價(jià)氧化物，處于變價(jià)的中間狀態(tài)，因此既有氧化性又具有還原性。當(dāng)還原劑存在時(shí)，二氧化錳能被還原為二價(jià)錳，由于二氧化錳具有氧化性，在溫度不低于110℃時(shí)與硫酸作用生成可溶性錳鹽;在催化劑和發(fā)酵劑作用下，能使反應(yīng)系統(tǒng)中的硫酸亞鐵有效地轉(zhuǎn)化為具有良好可溶性和氧化作用的硫酸高鐵，有助于氧化錳礦石中錳的提取。其反應(yīng)如下
同時(shí)，由于催化劑中有大量的纖維素，在作業(yè)條件下能轉(zhuǎn)化為還原能力很強(qiáng)的葡萄糖和還原性基團(tuán)，促使錳轉(zhuǎn)化為可溶性鹽，其反應(yīng)代表式如下
本發(fā)明就是根據(jù)上述見(jiàn)解完成的，達(dá)到了良好的工業(yè)化效果。
本發(fā)明所提出的方法其要點(diǎn)是將粉碎后的氧化錳礦粉，顆粒度一般為80～120目，投入拌料機(jī)內(nèi);按礦粉量計(jì)算加入5～25%有機(jī)催化劑，這種催化劑可為任何植物類(lèi)制成的粉料，并加入15～35%發(fā)酵劑水溶液攪拌均勻后，一次性的加入硫酸，進(jìn)行酸化處理，其硫酸加入量按礦粉中所含主體金屬的含量計(jì)算而定，此時(shí)反應(yīng)猛烈進(jìn)行，反應(yīng)溫度可達(dá)170～190℃，礦粉中的二氧化錳即能有效地轉(zhuǎn)化為可溶性硫酸鹽，其反應(yīng)時(shí)間為5～15分鐘，為了確保錳的轉(zhuǎn)化，應(yīng)將反應(yīng)物料堆置作熟化處理，經(jīng)熟化的物料轉(zhuǎn)入浸出槽內(nèi)，按液固比為4～5∶1，加入清水，用蒸氣直接加熱至溫度為70～100℃，同時(shí)加以攪拌，浸出時(shí)間一般為1.5～2小時(shí)，料漿用壓濾法過(guò)濾，錳的浸出效率可達(dá)99.95%，甚至更高。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有獨(dú)特之優(yōu)點(diǎn)(1)、節(jié)約能源。氧化錳礦粉中錳轉(zhuǎn)化為可溶性鹽的全過(guò)程，不需要經(jīng)過(guò)高溫還原焙燒，不需用煤，節(jié)省了大量的煤和電力。(2)、適應(yīng)性廣泛。對(duì)原礦的理化狀態(tài)無(wú)特殊要求。本發(fā)明幾乎對(duì)多種類(lèi)型的氧化錳貧礦、富礦、混雜礦、甚至含錳的硅酸鹽物料均能適應(yīng)，也能適應(yīng)含多種金屬的氧化錳礦石處理，達(dá)到綜合回收有價(jià)值金屬的效果。(3)、金屬回收率高，錳的浸出率能保持在99～99.95%，(4)、生產(chǎn)周期短，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，能有效地改善勞動(dòng)條件，對(duì)環(huán)境無(wú)明顯污染，浸出殘?jiān)芍苯佑米魑⒎手械摹板i肥”，對(duì)貧錳土質(zhì)的改善促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)有明顯效果。技術(shù)易推廣。(5)、浸出礦漿過(guò)濾順暢，擺脫了高溫焙燒-酸浸法過(guò)濾困難的局面。(6)、催化劑和發(fā)酵劑原料來(lái)源廣泛，發(fā)酵劑的培養(yǎng)過(guò)程無(wú)需特殊養(yǎng)料，制備工藝簡(jiǎn)單。
本發(fā)明可用于從多種有色金屬、稀有金屬礦石及熔煉廢渣中提取金屬化合物的基本工序。
下面是本發(fā)明的最佳實(shí)施例實(shí)施例一處理軟錳礦石。
將含Mn40.99%，F(xiàn)e6.59%，Al2O31.28%，CaO1.4%MgO1.23%，SiO213.40%的軟錳礦石粉碎(顆粒度為120目)，稱(chēng)取500公斤投入臥式U型拌料機(jī)內(nèi)，添加催化劑(稻谷殼粉)100公斤和水130公斤(水中有發(fā)酵劑2.5公斤)，再加入工業(yè)硫酸600公斤，此時(shí)催化反應(yīng)猛烈地進(jìn)行，自熱溫度可達(dá)170℃以上，待物料含水在30%時(shí)，送熟化侖熟化24小時(shí)，熟化料經(jīng)簡(jiǎn)易碾碎后(塊度不大于10毫米)，按液固比4.5∶1加入清水，通入蒸汽加熱至75℃進(jìn)行攪拌浸出，浸出有效時(shí)間為1.5小時(shí)，錳的浸出效率按浸出殘?jiān)泻i量計(jì)算為99.83%。
實(shí)施例二處理含鎳鈷貧錳氧化礦石將含Mn18%，Ni0.08%，CO0.5%的硬質(zhì)頁(yè)巖礦石粉碎至粒度為120目，稱(chēng)取500公斤，投入臥式U型拌料機(jī)內(nèi)，再添加催化劑(稻草粉)105公斤，同時(shí)加水105公斤(水中加有發(fā)酵劑3.5公斤)，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，加入工業(yè)硫酸425公斤，反應(yīng)自熱溫度可達(dá)150～170℃，待反應(yīng)料含水量為22%時(shí)，取出物料置于熟化料侖內(nèi)熟化32小時(shí)，熟化后之物料按液固比為4.5∶1加入清水，用蒸汽直接加熱至不低于80℃，攪拌浸出2小時(shí)，按浸出殘?jiān)薪饘倭坑?jì)算，錳的浸出效率為99.67%，鎳和鈷的浸出效率分別為95.37%和96.45%。
實(shí)施例三處理含金錳土礦將含Mn9.98%，Zn0.57%，MgO0.18%，Al2O32.78%CaO0.196%，Cu0.14%，Au1.14克/噸，Ag55克/噸的錳土礦碾碎至粒度120目，稱(chēng)取500公斤，投入臥式U型拌料機(jī)內(nèi)，加入催化劑(稻草粉或稻谷殼粉)100公斤，加清水120公斤(水中有發(fā)酵劑17.5公斤)，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，加入工業(yè)硫酸425公斤，此時(shí)反應(yīng)劇烈進(jìn)行，自熱溫度可達(dá)170～180℃，反應(yīng)至物料含水30%時(shí)，取出此料放置在熟化侖內(nèi)熟化48小時(shí)后，按液固比為4.5∶1，并直接通入蒸氣加熱至85℃，料漿采用壓濾法過(guò)濾后，按浸出殘?jiān)薪饘倭坑?jì)算，其錳的浸出效率為99.95%，金在浸出渣中的回收率為96.91%，銀在浸出殘?jiān)械幕厥章蕿?6.93%。
權(quán)利要求
1.一種用濕法從氧化錳礦石提取化合物的方法，其特征在于在經(jīng)粉碎后的氧化錳礦粉中加入一定量的有機(jī)催化劑和發(fā)酵劑水溶液，經(jīng)過(guò)酸化、堆置熟化和水浸出處理。
2.據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于有機(jī)催化劑是采用任何植物粉料制成的。
3.據(jù)權(quán)利要求
2所述的方法，其特征在于有機(jī)催化劑占礦粉的重量百分比為5～25。
4.據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于發(fā)酵劑水溶液占礦粉的重量百分比為15～35。
5.據(jù)權(quán)利要求
3或4所述的方法，其特征在于酸化采用硫酸。
6.據(jù)權(quán)利要求
5所述的方法，其特征在于硫酸是一次性投入礦粉中。
7.據(jù)權(quán)利要求
5所述的方法，其特征在于酸化時(shí)自然溫度控制在不低于170℃。
專(zhuān)利摘要
氧化錳礦石的催化浸取方法，屬于用濕法從礦石中提取化合物的方法。經(jīng)粉碎后的多種類(lèi)型的氧化錳礦粉和其它含錳物料在一定量的有機(jī)催化劑及發(fā)酵劑作用下，在硫酸溶液中，使二氧化錳直接有效地轉(zhuǎn)化為可溶性鹽，經(jīng)堆置熟化、水浸出處理，其錳的浸出效率達(dá)到99.95％，甚至更高，本發(fā)明節(jié)省能源，生產(chǎn)周期短，設(shè)備簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境無(wú)明顯污染，浸出礦漿過(guò)濾順暢，有機(jī)催化劑和發(fā)酵劑原料來(lái)源廣泛，且制備工藝簡(jiǎn)單，適用于從多種有色金屬、稀有金屬礦石及熔煉廢渣中提取金屬化合物的工藝過(guò)程。
文檔編號(hào)C22B3/00GK85103874SQ85103874
公開(kāi)日1986年3月10日 申請(qǐng)日期1985年5月4日
發(fā)明者王日?qǐng)F(tuán), 顧鎖娣 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙化工廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan