[發明專利]一種從低品位菱錳礦浸出液制備高純磷酸錳的方法

有效

• 申請號: 201610815585.1
• 申請日: 2016-09-09
• 公開（公告）號: CN106381387B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 連芳;毛磊;馬來君;陳李澤方
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22B3/44
• 分類號: C22B3/44;C01B25/37
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明涉及濕法冶金領域，特別提供了一種從低品位菱錳礦浸出液制備高純磷酸錳的方法。

背景技術

我國的錳礦資源儲量豐富，但是品位普遍較低，目前菱錳礦的平均品位低于14%，遠低于富錳礦的國際標準。傳統的冶金行業主要采用電解錳技術生產電解錳和電解二氧化錳產品，并以此作為其他高純錳制品的原料進行生產應用。但是，菱錳礦原礦品位降低、雜質種類復雜、含量高，電解效率低、成本居高不下，而且電解廢液中含有大量的重金屬離子，對環境構成了嚴重的威脅。

近年來，錳資源的需求不僅僅是局限于鋼鐵工業錳系鐵合金的生產領域，由于一些新興的材料行業如磁性材料工業和以鋰離子二次電池工業為代表的新能源產業迅速發展，對高純錳產品的需求量與日俱增，這些新興產業的迅猛發展對錳礦資源產品結構調整、深加工材料的精細化發展提出了迫切的要求。

因此，近年來應用非電解工藝制備高純錳產品的技術發展迅速。本發明基于化學耦合一體化工藝設計思路，提出了一種從低品位菱錳礦直接制備高純磷酸錳的短流程低能耗方法，其工藝成本低、綠色無污染，且產品純度高。

發明內容

本發明的目的在于從雜質含量較高的低品位菱錳礦浸出液直接制備高純磷酸錳，實現錳資源的高效綠色開發以及短流程高純錳制品的生產。

一種從低品位菱錳礦浸出液制備高純磷酸錳的方法，以品位≤14%的菱錳礦的硫酸浸出液作為原料，采用磷酸鈉作為pH調節劑和沉淀劑，方法主要包括以下兩步：其過程主要包括兩步：第一步是在菱錳礦的硫酸浸出液中加入磷酸鈉，控制溶液的pH值為3~3.5，過濾去除浸出液中的沉淀，得到初級凈化硫酸錳溶液；第二步是在初級凈化硫酸錳溶液中繼續加入磷酸鈉，控制最終的pH值在4.0~4.5之間，過濾并反復洗滌，得到高純磷酸錳產品。

其中，操作溫度在20~80℃范圍內，菱錳礦的硫酸浸出液濃度為75~120g/L，磷酸鈉溶液濃度為10~20g/L。

制備的磷酸錳純度高，雜質總含量低于0.05%，其中鐵的含量低于0.04%；鋁的含量低于0.01%；重金屬的含量低于0.01%；鈣、鎂的含量低于0.01%。

本發明的優點及有益技術效果：（1）制備過程中只添加了磷酸鈉，發揮其作為pH調節劑和沉淀劑的作用，因此在整個制備過程中從外部未向低品位菱錳礦浸出液中引入重金屬離子和毒性藥劑；（2）本發明的方法第一步去除了低品位菱錳礦浸出液中的鐵和鋁雜質，同時也去除了通過吸附作用存在于沉淀物表面的重金屬離子，第二步在溶液中原位沉淀生成磷酸錳，而鈉、鈣、鎂等以雜質離子形式殘留在溶液中，實現錳與其他雜質離子的高效分離；（3）本發明基于溶度——pH值等系統理論分析，確定磷酸鈉控制反應體系的pH值得同時作為沉淀劑，實現了體系除雜與高純材料制備的耦合一體化，突破了“先除雜后制備”的高純材料的傳統工藝，完成了高純錳產品的短流程低能耗制備。（4）本發明方法制備得到的磷酸錳純度高、雜質含量少，可作為下游錳相關產品的精細原料。

附圖說明

圖1是實施例1合成的高純磷酸錳的XRD圖譜。

圖2是實施例2合成的高純磷酸錳的ICP分析結果與菱錳礦浸出液雜質含量的對比柱形圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細描述。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，并不用于限定本發明。

相反，本發明涵蓋任何由權利要求定義的在本發明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本發明有更好的了解，在下文對本發明的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的描述也可以完全理解本發明。

實施例1

菱錳礦的硫酸浸出液濃度為100g/L，量取25ml的浸出液置于反應容器中，加入濃度為20g/L的磷酸鈉溶液，直至反應容器中溶液的pH約為3.5，磁力攪拌1h，過濾，得到初級硫酸錳溶液；繼續加入濃度為20g/L的磷酸鈉溶液，控制溶液pH達到約為4.0，25℃磁力攪拌2h，過濾，洗滌，烘干，得到磷酸錳。

得到的磷酸錳中雜質總含量低于0.05%，其中鐵的含量低于0.04%；鋁的含量低于0.01%；重金屬的含量低于0.01%；鈣、鎂的含量低于0.01%。

圖1是合成的高純磷酸錳的XRD圖譜，沒有觀察到明顯的雜質衍射峰，說明得到的磷酸錳純度較高；另外衍射峰形相對較窄且很尖銳，說明磷酸錳的結晶程度較高。

實施例2