[發明專利]一種錳浸取液低品位天然二氧化錳礦除鐵劑及除鐵方法

無效

• 申請號: 200810031975.5
• 申請日: 2008-08-01
• 公開（公告）號: CN101333604A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 竹原尚夫;崔璀
• 申請（專利權）人: 湖南陽光電化有限公司
• 主分類號: C22B47/00
• 分類號: C22B47/00
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所
• 代理人: 寧星耀

技術領域

本發明涉及一種錳浸取液除鐵劑及除鐵方法，尤其是涉及一種使用低品位天然二氧化錳礦物作為錳浸取液除鐵劑及將其應用于去除錳浸取液中二價鐵離子Fe²⁺的方法。

背景技術

在電解二氧化錳和金屬錳生產等工業中，一般是將電解廢液或/和硫酸加入天然碳酸錳礦粉或燒結處理后的天然二氧化錳礦等原料中，以浸取其中的錳，浸取所得溶液稱錳浸取液。錳浸取液中通常含有一定量的有害雜質Fe²⁺，為除去Fe²⁺，現有一般作法是，將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，再用堿性物料(例如碳酸鈣、熟石灰、氧化錳、氧化鎂、氨等)調節pH，使Fe³⁺變成Fe(OH)₃沉淀，然后濾除。在Fe³⁺被沉淀濾除的同時，微量其它雜質也被共沉淀并濾除掉。之后，再根據不同情況，將再通過精制工序去除其中的微量重金屬。經過上述處理后的錳浸取液送往電解工序。

為了防止鐵混入電解二氧化錳或金屬錳成品，影響產品質量，將錳浸取液中所含二價鐵離子Fe²⁺氧化成Fe³⁺的反應非常重要。理論上，只要在氧化還原電位高于Fe²⁺條件下，所有的Fe²⁺都會被氧化成Fe³⁺。即氯、次氯酸鈉、臭氧、二氧化氯、高錳酸鉀、重鉻酸鉀、過氧化氫、氧、空氣、二氧化錳、以及其他錳的氧化物等，都可以作為氧化Fe²⁺的除鐵劑。

但是，在電解二氧化錳及金屬錳之類產品的工業規模的生產中，綜合考慮產品雜質混入、收率、反應時間、價格等因素，目前，大多使用二氧化錳系列物質(包括天然二氧化錳及電解二氧化錳的不合格品)作為氧化Fe²⁺的除鐵劑。

天然二氧化錳的種類多達30余種，其中高品位的天然二氧化錳礦，MnO₂含量約為80％，T-Mn礦，MnO₂含量約為50％；低品位的天然二氧化錳礦，MnO₂含量，最低的僅有數個百分點。從礦藏資源看，低品位天然二氧化錳礦居多。

本發明所稱低品位二氧化錳礦是指MnO²含量為10％-50％的錳礦。品位上限為50％，意味著礦石中有半數是雜質，而下限為10％，就意味著礦石中90％是雜質，因此，其利用率低，成本高，且廢棄物數量大，對環境污染嚴重。

X衍射分析的晶形結構也是五花八門，有α、β、γ、δ、p等等多種。顯示其多孔性的指標BET(比表面積)也是從數m²/g到超過100m²/g，范圍頗廣。

二氧化錳將Fe²⁺氧化成Fe³⁺的反應式如下：

MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺＝Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O

上述反應是在受氫離子影響的酸性條件下進行的。

根據電位-pH圖(potential-pH?diagram)等熱力學計算，可知，反應宜在pH≤2以下的條件下進行。

因為上述反應是溶解反應，一般說來，使用MnO₂含量50％以上的高品位天然二氧化錳時，因為MnO₂的活度大，在適當的條件下，反應速度非常快，30分鐘之內即可完成。

而在使用低品位天然二氧化錳礦時，二氧化錳對Fe²⁺的氧化效率大為降低，且很不穩定；其反應速度十分緩慢，也不穩定。

在使用高品位礦石的情況下，二氧化錳的使用量約為理論值的1.5～3.0倍就足夠了。而在使用低品位礦石的情況下，則需要理論值的10～100倍；MnO₂的有效利用率，有些僅有2～3％。

另外，因為是在酸性條件下進行的反應，礦石中的硅、鈣、鎂、鐵、鋁等雜質也都會溶解，很難保持反應所需的目標pH值，必須有特殊的技術措施。

還有，這些雜質會給后續工序的過濾處理帶來不良影響，容易造成Mn的利用率進一步降低，間接地造成MnO₂的利用效率下降。

發明內容

本發明的目的在于提供一種二氧化錳利用效率高且穩定，除鐵效果好的利用低品位天然二氧化錳礦去除錳浸取液中鐵的方法。