[發(fā)明專利]基于硫、氨循環(huán)的利用酸溶性錳礦制備四氧化三錳的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710558865.3
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107381646B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫維義;蘇仕軍;丁桑嵐
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: C01G45/02
• 分類號: C01G45/02
• 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

1.基于硫、氨循環(huán)的利用酸溶性錳礦制備四氧化三錳的方法，其特征在于包括以下工藝步驟：

(1)浸出：以硫酸氫銨溶液為浸出劑與酸溶性錳礦配漿，使錳礦中的錳轉(zhuǎn)化為可溶性的硫酸錳，將所得漿液進(jìn)行固液分離，得到廢渣與含有硫酸錳的浸出液；

(2)凈化除雜：將步驟(1)所得浸出液依次經(jīng)中和氧化除鐵鋁、硫化除重金屬、氟化除鈣鎂后得到硫酸錳溶液；

(3)沉錳：在步驟(2)所得硫酸錳溶液中加入氨水，使硫酸錳轉(zhuǎn)化為氫氧化錳，再加入氧化劑，使氫氧化錳轉(zhuǎn)化為四氧化三錳，得到含四氧化三錳沉淀的漿液；

(4)固液分離：將步驟(3)所得漿液進(jìn)行固液分離，得到四氧化三錳和含有硫酸銨的分離液；

(5)蒸發(fā)結(jié)晶：將步驟(4)所得含有硫酸銨的分離液蒸發(fā)結(jié)晶，得到硫酸銨晶體；

(6)干燥：將步驟(4)所得四氧化三錳干燥，得到四氧化三錳產(chǎn)品；

(7)硫酸銨熱解：將步驟(5)所得硫酸銨晶體于253～350℃進(jìn)行熱解，得到硫酸氫銨晶體和氨氣；

(8)硫酸氫銨循環(huán)：將步驟(7)所得硫酸氫銨晶體溶于水中，得到硫酸氫銨溶液，將其返回步驟(1)作為浸出劑浸出錳礦中的錳；

(9)氨氣循環(huán)：將步驟(8)所得氨氣用水吸收制備成氨水后，返回步驟(2)和/或步驟(3)作為中和劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于硫、氨循環(huán)的利用酸溶性錳礦制備四氧化三錳的方法，其特征在于步驟(1)所述酸溶性錳礦為碳酸錳礦或軟錳礦經(jīng)還原后的氧化錳礦。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于硫、氨循環(huán)的利用酸溶性錳礦制備四氧化三錳的方法，其特征在于步驟(1)硫酸氫銨溶液中的硫酸氫銨與錳礦中錳的摩爾比為(2～4):1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于硫、氨循環(huán)的利用酸溶性錳礦制備四氧化三錳的方法，其特征在于步驟(2)所述中和氧化除鐵鋁是通過向浸出液中加入空氣或雙氧水，使Fe²⁺氧化為Fe³⁺，并加入氨水調(diào)節(jié)pH為5～7，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe(OH)₃沉淀，同時使浸出液中Al³⁺轉(zhuǎn)化為Al(OH)₃沉淀，固液分離后得到Fe(OH)₃、Al(OH)₃沉淀和分離液。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于硫、氨循環(huán)的利用酸溶性錳礦制備四氧化三錳的方法，其特征在于步驟(2)所述硫化除重金屬是向除鐵鋁后的分離液中加入硫化銨，去除重金屬離子，固液分離得到硫化渣和分離液。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于硫、氨循環(huán)的利用酸溶性錳礦制備四氧化三錳的方法，其特征在于步驟(2)所述除鈣鎂是在除重金屬后的分離液中加入氟化銨，去除鈣、鎂，固液分離后得到沉淀和硫酸錳溶液。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一權(quán)利要求所述基于硫、氨循環(huán)的利用酸溶性錳礦制備四氧化三錳的方法，其特征在于步驟(3)中氨水的加入量為能使氫氧化錳生成后的溶液pH在8～10范圍。

8.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一權(quán)利要求所述基于硫、氨循環(huán)的利用酸溶性錳礦制備四氧化三錳的方法，其特征在于步驟(3)中的氧化劑選自空氣、氧氣、雙氧水和臭氧。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一權(quán)利要求所述基于硫、氨循環(huán)的利用酸溶性錳礦制備四氧化三錳的方法，其特征在于將步驟(5)中結(jié)晶過程中產(chǎn)生的水蒸氣冷凝，得到的冷凝水用于洗滌步驟(4)所得四氧化三錳沉淀，得到純凈四氧化三錳和洗滌水，將所得洗滌水用于步驟(8)中溶解硫酸氫銨晶體，實現(xiàn)水的循環(huán)利用。