[發(fā)明專利]一種氧化錳礦選擇性還原方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310301852.X
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN103332750A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李運姣;葉萬奇
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: C01G45/10
• 分類號: C01G45/10
• 代理公司: 長沙星耀專利事務(wù)所 43205
• 代理人: 寧星耀;舒欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氧化錳礦的還原方法，尤其是涉及一種氧化錳礦選擇性一步還原方法。

背景技術(shù)

錳是一種重要的黑色金屬，近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其需求量在不斷增加。而我國錳資源存在礦石品位低、供應(yīng)量不足、雜質(zhì)含量高、處理難度大等問題。軟錳礦作為一種重要的冶煉原料，現(xiàn)行的工業(yè)冶煉方法主要使用還原焙燒法，該工藝采用煤粉作為還原劑在回轉(zhuǎn)窯、反射爐或其他還原爐等設(shè)備中，在750-900℃下，將不溶于酸的MnO₂還原為MnO，然后將還原產(chǎn)物進(jìn)行硫酸浸出，經(jīng)過濾、除雜等工序得到硫酸錳溶液。該法具有適應(yīng)性強(qiáng)、技術(shù)成熟等優(yōu)點，但也存在能耗高、勞動強(qiáng)度大、焙燒過程中產(chǎn)生的煙氣對環(huán)境有污染等缺點。

為了克服上述缺點，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員開發(fā)了一系列新的氧化錳礦還原工藝。

1）CO還原焙燒法

該法是基于氣體還原劑CO將MnO₂還原成MnO。燃料燃燒產(chǎn)生的CO等還原性物質(zhì)對軟錳礦有著較好的還原效果，大多數(shù)氧化錳礦的處理新工藝都采用此種還原方式。申請?zhí)枮?00910303854.6的專利文獻(xiàn)中公開了一種用于高價錳礦物的還原焙燒方法及裝置，通過控制熱風(fēng)爐內(nèi)的空氣過剩系數(shù)0.7～0.9，溫度700～1000℃，還原氣氛達(dá)到3～10%CO，使氧化錳礦粉在流態(tài)化爐中還原后從固體排料口排出，排出的固體還原產(chǎn)物中，錳以酸溶性MnO形態(tài)存在。申請?zhí)枮?00910060533.8的專利文獻(xiàn)中公開了一種粉狀二氧化錳礦石流態(tài)化還原方法，確定了流態(tài)化還原的反應(yīng)時間為5～10秒，還原氣氛中CO的體積含量為4.5～6.5%，焙燒產(chǎn)物中錳以MnO形態(tài)存在，而Fe₂O₃轉(zhuǎn)化為Fe₃O₄，其經(jīng)過弱磁選后，能分離出鐵精礦副產(chǎn)品。申請?zhí)枮?01110359478.X的專利文獻(xiàn)中公開了一種粉狀氧化錳礦流態(tài)化低溫還原裝置及還原方法，在利用煤氣還原的基礎(chǔ)上，將還原過程產(chǎn)生的尾氣引進(jìn)燃燒室中，與補(bǔ)充煤氣、空氣燃燒一起形成混合煙氣，同時使煙氣與粉狀氧化錳礦逆流換熱，其還原溫度為500～600℃，該方法可提高煙氣的利用率，且能耗較低。然而，由于以上方法均需使用碳質(zhì)還原劑，且還原產(chǎn)物均為MnO，需使用硫酸做浸出劑進(jìn)行浸出，這就不可避免會引入鐵離子等雜質(zhì)，從而加重后續(xù)除雜工序的負(fù)擔(dān)。

2）硫磺還原焙燒法

硫磺還原焙燒法主要是使用硫磺燃燒產(chǎn)生的高濃度SO₂煙氣及硫磺本身將軟錳礦還原成一氧化錳，然后通過硫酸浸出得到硫酸錳溶液。中國專利申請201010171938.1號公開了一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯(lián)產(chǎn)硫酸的方法，將硫磺與軟錳礦按一定比例混合，在500～1000℃下的沸騰爐中反應(yīng)，將二氧化錳還原為一氧化錳。中國專利申請201110211610.2號公開了一種沸騰爐還原軟錳礦聯(lián)產(chǎn)硫酸的尾氣循環(huán)利用方法，將硫磺還原尾氣返回到氣體入口進(jìn)行循環(huán)利用，出口處SO₂濃度達(dá)到10～13%，用于制酸。以上方法均是將高價氧化錳礦和硫磺混合，在高溫下將軟錳礦中的二氧化錳還原為一氧化錳，然后通過硫酸浸出得到硫酸錳溶液，并入傳統(tǒng)冶煉工序，產(chǎn)生的高濃度SO₂尾氣再經(jīng)過降溫、除塵后生產(chǎn)硫酸。中國專利申請201210268561.0號公開了一種高價氧化錳礦的隧道窯還原焙燒方法，采用隧道窯在550～750℃下，將高價錳氧化物還原為MnO和MnSO₄的混合物。中國專利申請201010275493.1號公開了一種氧化錳礦物的硫基火法還原方法，將氧化錳礦物與硫磺在密閉環(huán)境中加熱焙燒，焙燒溫度為500～700℃，得到焙燒產(chǎn)物為一氧化錳和硫酸錳的混合物。上述方法均使用硫磺作還原劑，成本較高，而得到的主要產(chǎn)物仍為MnO和MnSO₄的混合物，仍需使用酸性溶液浸出。

3）兩礦一步酸浸法