[發明專利]一種還原浸出氧化錳的方法

無效

• 申請號: 201210042585.4
• 申請日: 2012-02-23
• 公開（公告）號: CN102560107A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 鐘宏;李進中;王帥;劉廣義;曹占芳
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B3/08
• 分類號: C22B3/08;C22B47/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 魏娟

技術領域

本發明所屬的技術領域是濕法冶金工藝過程，主要涉及一種還原浸出氧化錳的方法。

背景技術

錳作為一種戰略資源，在國民經濟中具有不可替代的重要地位，我國電解錳產量位居世界第一。近年來，隨著優質碳酸錳礦石的日益減少，氧化錳礦石必將成為電解錳生產的主要替代原料。研究開發氧化錳礦石的高效還原浸出方法是我國錳冶金領域的熱點課題。

一些研究集中在以硫鐵礦為還原劑的兩礦法浸出工藝。專利CN1058201公開了兩礦濕法生產硫酸錳的新工藝，以貧、劣、廢的含MnO₂的錳礦粉和硫鐵礦粉加硫酸溶液，加熱反應后生成硫酸錳溶液。專利CN1724697公開了利用鈦白廢酸和二氧化錳礦制取電解金屬錳的方法，利用鈦白廢酸中的H₂SO₄與Fe²⁺為輔助材料，添加二氧化錳礦與硫鐵礦制取電解金屬錳，解決了鈦白廢酸造成的環境污染問題。專利CN1657423公開了一種從低品位碳酸錳及氧化錳礦回收硫酸錳的方法，將低品位碳酸錳或氧化錳礦與黃鐵礦或硫酸亞鐵混合，在混合好的物料中加入濃硫酸，混合均勻的物料放入進行硫酸化焙燒，在20～90℃下水浸焙砂，得到硫酸錳浸出液，經除雜和蒸發濃縮結晶得到硫酸錳。兩礦法浸出工藝具有成本較低的優勢，但浸出液雜質含量高，需要對硫酸錳溶液實施深度凈化，才能保證產品的質量。

一些研究集中在以有機試劑為還原劑。專利CN1126245、CN1126246、CN1126247和CN1155586分別公開了氧化錳礦石的抗壞血酸、芳胺、多羥基芳酸和酚的還原浸出方法，對于海洋錳結核原料，在常溫常壓下硫酸介質中還原浸出錳，錳浸出率達到98％以上。但這些有機還原劑成本大、高毒性。

一些研究者采用二氧化硫氣體為還原劑。專利CN1161936公開了二氧化硫氣體直接生產硫酸錳的方法，將二氧化硫氣體通入二氧化錳礦漿中反應生成硫酸錳溶液，然后按常規方法處理得到最終產品，錳浸出率可達98％以上。但是該反應過程中有副反應發生，生成連二硫酸錳而影響產品的質量。專利CN101898798公開了一種制備硫酸錳的方法，在二氧化硫浸出低品位二氧化錳礦體系中加入助劑和氧化劑，能有效抑制和消除連二硫酸錳的生成。

一些研究者研究了使用生物質還原劑的浸出方法。專利CN1884099公開了廢糖蜜-硫酸還原浸出錳礦制備硫酸錳的方法，利用工業廢棄物糖蜜酒精廢液作還原劑，在40～100℃下攪拌反應得到浸出液，錳的浸出率約為93％。專利CN101886168公開了一種半氧化錳礦浸出工藝，利用工業廢棄物木薯酒精廢液作還原劑，在70～98℃溫度下攪拌反應1-6小時錳浸出率約為90％。此外，一些研究者還報道了利用玉米芯在酸性條件下浸出氧化錳礦的研究結果，在氧化錳礦/玉米芯質量比為10∶3，硫酸濃度1.9mol/L，浸出溫度85℃，浸出時間1小時的條件下，錳的浸出率達92.8％。

綜上所述，在氧化錳礦的浸出過程中，還原劑是其技術關鍵。現有的方法在產品質量、還原劑來源及成本等方面不同程度上存在著一些不足和問題，需要研究開發更加高效的氧化錳礦還原浸出新方法，以滿足我國電解錳生產的迫切需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種經濟高效的氧化錳濕法還原浸出新方法，該方法適應性強，所需反應條件溫和，且具有錳浸出率高的特點。

本發明的技術方案是：使用刺槐作為還原劑，在硫酸水溶液介質中還原浸出氧化錳。

本發明優選刺槐的干基用量為氧化錳礦石重量的5～50％wt。

硫酸水溶液濃度為0.5～4mol/L為宜。優選為0.5～3mol/L。

本發明的方法中浸出溫度最好控制在60～100℃。

本發明的具體的制備步驟為：

(1)將氧化錳原料粉碎(至-50目或更細粒級)；

(2)將水、氧化錳原料、硫酸和刺槐依次加入到反應器中，控制礦漿中，液固質量比為3∶1～10∶1，硫酸水溶液濃度為0.5～3mol/L，刺槐用量為氧化錳原料質量的5～50％wt(干基)，調制成漿；

(3)在浸出溫度60～100℃下攪拌反應1～10小時；

(4)過濾分離得到硫酸錳浸出液。

本發明的方法中，所述的刺槐包括刺槐的樹干、枝、葉、根。

本發明的方法中，所述的氧化錳原料包括軟錳礦、硬錳礦、大洋多金屬錳結核、氧化錳廢催化劑等以二氧化錳為主要有價成分的錳礦石或錳原料，其二氧化錳含量為5％～90％。