[發(fā)明專利]適用于軟錳礦浸出液凈化除雜的一體化反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110085859.3
• 申請(qǐng)日: 2011-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN102226234A
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫維義;蘇仕軍;丁桑嵐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B3/02
• 分類號(hào): C22B3/02;C22B3/22;C22B47/00
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 呂建平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軟錳礦浸出液的凈化除雜技術(shù)，更為具體地說，是涉及一種適用于軟錳礦浸出液凈化除雜裝置。

背景技術(shù)

錳是重要的戰(zhàn)略性資源，也是發(fā)展鋼鐵工業(yè)的重要原料之一，錳的各種化合物也廣泛用于有色金屬、電池、化工、軟磁材料、玻璃、陶瓷等行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中具有十分重要的戰(zhàn)略地位。目前錳系產(chǎn)品的生產(chǎn)主要是以碳酸錳礦酸浸法為主，在我國(guó)一些錳系產(chǎn)品生產(chǎn)集中的地區(qū)，所使用的碳酸錳礦品位已經(jīng)由含錳18％～20％降低到只有13％～15％，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)需求而導(dǎo)致大量進(jìn)口，使中國(guó)成為世界上最大的錳礦進(jìn)口國(guó)，制約了我國(guó)錳系產(chǎn)品的生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。而另一方面，我國(guó)儲(chǔ)量豐富、含錳20％～25％的軟錳礦，卻因?yàn)檫€原過程成本過高，或污染環(huán)境嚴(yán)重等問題得不到利用。由此可見，研究如何經(jīng)濟(jì)、合理地利用低品位軟錳礦，特別是解決其還原工藝這一瓶頸性的技術(shù)問題，對(duì)緩解當(dāng)前我國(guó)錳礦資源緊缺的矛盾、確保錳系產(chǎn)品行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，以及西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

軟錳礦的浸出主要包括還原焙燒-酸浸法、兩礦一步法和SO₂浸出法等。其中，還原焙燒-酸浸法是軟錳礦利用的傳統(tǒng)方法，其主要過程為在700～1000℃下，軟錳礦中的MnO₂與還原劑(C、CO、H₂、CH₄等)反應(yīng)，將MnO₂還原成MnO，然后利用酸浸，得到錳鹽母液，其缺點(diǎn)是設(shè)備投資較大、耗能高、焙燒過程產(chǎn)生的煙氣對(duì)環(huán)境有污染。兩礦一步法是我國(guó)低品位軟錳礦生產(chǎn)錳系產(chǎn)品過程中通行的工藝路線，其過程為將軟錳礦、黃鐵礦和硫酸按一定的配比，在一定的溫度下反應(yīng)，通過Fe²⁺將軟錳礦中的MnO₂還原為Mn²⁺。但其還原率和浸出率較低，渣量大，影響了錳的回收率。SO₂浸出法是將SO₂氣體通入軟錳礦漿內(nèi)，通過SO₂與MnO₂之間的氧化還原反應(yīng)直接生成硫酸錳，制得硫酸錳可達(dá)到HG-T2962-1999標(biāo)準(zhǔn)。此方法為SO₂污染治理與低品位軟錳礦資源化利用相結(jié)合的新方法，是一種符合國(guó)情的低品位、難處理礦的高效、低成本、少污染提取技術(shù)。本發(fā)明的發(fā)明人所在課題組已經(jīng)對(duì)此工藝進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)及反應(yīng)器申請(qǐng)了專利(200910058062，200920078540，200910058061)。

軟錳礦浸出及資源化技術(shù)包括軟錳礦的浸出、浸出液凈化除雜及錳產(chǎn)品的回收利用三個(gè)主要階段。不管其浸出工藝如何，在浸出過程中，軟錳礦中的Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Pb等重金屬雜質(zhì)會(huì)隨同錳一起被浸出，因此，為了保證后續(xù)錳產(chǎn)品的品質(zhì)，必須對(duì)浸出液進(jìn)行凈化除雜。由于軟錳礦的浸出是一個(gè)MnO₂還原為Mn²⁺的過程，從而導(dǎo)致浸出液中的Fe有一部分以Fe²⁺的形式存在，因此必須在浸出液中加入雙氧水、二氧化錳或空氣等氧化劑將其氧化為三價(jià)鐵，而后加入液氨或石灰乳等中和劑調(diào)節(jié)pH至5.5±0.5，使其生成氫氧化鐵并通過第一次固液分離去除。然后在浸出液中加入SDD或乙硫氮等硫化劑，在pH為中性的條件下，使Co、Ni、Cu、Zn、Pb等重金屬離子形成硫化物，經(jīng)第二次固液分離除去。然而，由于氫氧化鐵和重金屬硫化物為微絮體，不易沉降，采用重力自然沉降的方式需要大面積的沉淀池，采用壓濾則需要更多的動(dòng)力消耗，而且反應(yīng)、沉淀(或壓濾)兩套工序，需要更多的設(shè)備，增加基建和運(yùn)行成本。因此，開發(fā)高效節(jié)能的凈化除雜反應(yīng)器對(duì)于降低低品位軟錳礦浸出液資源化利用工藝的投資和運(yùn)行成本具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)軟錳礦浸出液凈化除雜過程中存在的問題，本發(fā)明的目的旨在提出一種適用于軟錳礦浸出液凈化除雜的一體化反應(yīng)器，以降低軟錳礦浸出液凈化除雜設(shè)備的投資和運(yùn)行成本。

本發(fā)明的基本思想是根據(jù)中和除鐵、硫化除重金屬工序的特點(diǎn)，在同一反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置不同功能的反應(yīng)區(qū)，集中和、沉淀除鐵(硫化除重金屬)、過濾與重力沉降于一體，實(shí)現(xiàn)高效分離，節(jié)省設(shè)備占地面積和動(dòng)力消耗的目的。