[發(fā)明專利]一種微波加熱軟錳礦制備MnO礦粉的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410148459.6
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN103966426A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭金輝;葉乾旭;陳菓;朱紅波;張利波;張世敏
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: C22B1/16
• 分類號: C22B1/16;C22B47/00;C22B4/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微波加熱軟錳礦制備MnO礦粉的方法，屬于微波冶金技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代工業(yè)中，錳及其化合物應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，具有十分重要的戰(zhàn)略地位。主要用在鋼鐵工業(yè)，用量占90-95%，主要用作合金化元素和脫硫、脫氧劑，其余5-10%應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)、輕工業(yè)、建材工業(yè)和國防工業(yè)等。

經(jīng)過多年來大規(guī)模開采, 我國碳酸錳礦資源無論是數(shù)量還是質(zhì)量都越來越難以滿足中國電解金屬錳工業(yè)不斷增長的巨大需求; 然而儲量相對豐富的貧氧化錳礦資源卻未充分開發(fā)利用。所以, 研究氧化錳礦還原技術(shù), 使無論是低品位還是高品位的氧化錳能成為生產(chǎn)電解金屬錳的原料是有意義的。

軟錳礦的還原主要有兩種方法，一是濕法還原，一是火法還原。前者是還原與浸出同時(shí)進(jìn)行的，在一定的溶液溫度、酸度條件下，用黃鐵礦作還原劑，軟錳礦得以還原、溶解。后者可視為軟錳礦浸出前的預(yù)處理工藝，常用的還原劑有煙煤、重油、天然氣等，還原溫度一般都在850℃以上進(jìn)行。

傳統(tǒng)加熱主要靠傳導(dǎo)傳熱、輻射傳熱和傳質(zhì)傳熱進(jìn)行，在軟錳礦的傳統(tǒng)加熱還原處理過程中，處理溫度在850℃以上，但由于傳統(tǒng)加熱過程中熱量傳遞較慢，在吸熱反應(yīng)劇烈時(shí)，熱量不能及時(shí)獲得補(bǔ)給，限制反應(yīng)的快速進(jìn)行，進(jìn)而使生產(chǎn)周期較長，出現(xiàn)夾生的情形，即有二價(jià)鐵的出現(xiàn)。申請?zhí)枮?01210051035.9”、名稱為“一種用工業(yè)微波窯爐生產(chǎn)氧化錳礦粉的工藝方法”的發(fā)明專利申請?zhí)峁┮环N制備氧化錳礦粉的方法，所提及的處理工藝包括：混合料造塊，還原劑配比為20%~50%，還原劑嚴(yán)重過量，燒結(jié)溫度800~900℃，保溫時(shí)間90~150min，爐內(nèi)1到5個(gè)大氣壓，其所得處理好的物料為塊狀，在進(jìn)入下一浸出工藝時(shí)還需破碎。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的傳統(tǒng)加熱生產(chǎn)周期長、會出現(xiàn)二價(jià)鐵的夾生的情形及如專利申請?zhí)?01210051035.9提供的方法工藝較復(fù)雜、物料所處物理狀態(tài)不合理的的問題，提供一種微波加熱軟錳礦制備MnO礦粉的方法。本方法生產(chǎn)周期縮短、杜絕產(chǎn)品夾生、物料狀態(tài)更為合理、加熱方式更為有效，同時(shí)本方法降低了能耗并為清潔生產(chǎn)方式，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種微波加熱軟錳礦制備MnO礦粉的方法，其具體步驟如下：

（1）首先將軟錳礦、還原劑粉碎至粒度為100~200目，然后將軟錳礦、還原劑按照質(zhì)量比（91~85）：（9~15）混合均勻得到混合物料；

（2）將步驟（1）制備得到的混合物料放入到反應(yīng)罐內(nèi)底層，然后在混合物料上層鋪上軟錳礦質(zhì)量的2%的還原劑，并使下層的混合物料和上層的還原劑都保持松散的粉狀狀態(tài)；

（3）將步驟（2）裝有下層的混合物料和上層的還原劑的反應(yīng)罐放入到微波爐中，在700~800℃的條件下保溫20~50min，然后在隔絕空氣的條件下冷卻即獲得鐵元素全部為Fe₃O₄的MnO礦粉。

所述軟錳礦包括以下質(zhì)量百分比組分：MnO₂30~65%，F(xiàn)e₂O₃8~25%。

所述的還原劑為木炭、煤、石油焦或石墨中。

上述制備得到的MnO礦粉的還原率為95~99%，還原率的計(jì)算方式R=(MnO礦粉中Mn⁺²的質(zhì)量÷MnO礦粉中Mn的質(zhì)量)×100%，其中R為還原率，MnO礦粉中Mn包括Mn⁺²和Mn⁺⁴。

本發(fā)明的有益效果是：本方法的物料狀態(tài)為粉狀，工藝流程簡單，同時(shí)避免了浸出前的破碎工藝，還原劑過量配入率僅為2%，利用率高，還原溫度低，幾乎無二價(jià)鐵的出現(xiàn)，為下一步的酸浸工藝減輕了負(fù)擔(dān)，微波加熱使產(chǎn)品均勻，無夾生現(xiàn)象的產(chǎn)生，生產(chǎn)周期短，能耗降低，可實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

該微波加熱軟錳礦制備MnO礦粉的方法，其具體步驟如下：

（1）首先將軟錳礦、還原劑粉碎至粒度為200目，然后將軟錳礦、還原劑按照質(zhì)量比90：10混合均勻得到混合物料，其中軟錳礦包括以下質(zhì)量百分比組分：MnO₂65%、Fe₂O₃8%，還原劑為木炭；

（2）將步驟（1）制備得到的混合物料放入到反應(yīng)罐內(nèi)底層，然后在混合物料上層鋪上軟錳礦質(zhì)量的2%的還原劑，并使下層的混合物料和上層的還原劑都保持松散的粉狀狀態(tài)，其中還原劑為木炭；