[發明專利]一種原位中和-協同吸附同步脫除硫酸錳浸出液中雜質元素的方法

有效

• 申請號: 201711226333.6
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108034818B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 李平;鄭詩禮;張懿
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C22B3/44
• 分類號: C22B3/44;C22B47/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種原位中和?協同吸附同步脫除硫酸錳浸出液中雜質元素的方法，所述方法將由錳礦粉得到的硫酸錳浸出溶液中的Fe³⁺和Al³⁺進行沉淀，生成表面富含羥基的α?FeOOH和γ?AlOOH，可有效降低濾渣中錳的含量，提高其過濾性能；通過定向調控沉淀表面的羥基量，協同吸附并深度脫除溶液中的鉬、砷和銻等雜質元素離子。本發明將該凈化過程采用的多步除雜法縮減為一步法，成本降低，且沒有大幅度改變現行工藝條件，同時能解決現行工藝存在的問題，兼顧環境和經濟效益，屬于低成本綠色分離方法。

技術領域

本發明屬于錳礦提取加工技術領域，涉及一種原位中和-協同吸附同步脫除硫酸錳浸出液中雜質元素的方法。

背景技術

隨著科技的發展，電解金屬錳的市場需求量逐年增長，目前已廣泛應用于冶金、醫學、電子和通訊等領域。電解金屬錳的工業生產中廣泛采用錳礦焙燒浸出、凈化除雜和電解制錳等工序，錳礦中主金屬為錳，還含有鐵和鋁等雜質以及鉬、砷和銻等微量危害雜質元素，將錳礦焙燒后用硫酸浸取得到硫酸錳浸出溶液，上述雜質經氧化中和除鐵鋁、硫化法除重金屬以及結晶除鈣鎂等步驟，脫除得到硫酸錳凈化液，進一步經過三硫化鉬沉淀法脫鉬，得到硫酸錳深度凈化液，再經電解獲得金屬錳。

在氧化中和除鐵鋁過程中，CN 104762466 A和CN 104404568 A等現有技術一般是將Fe³⁺和Al³⁺轉化成氫氧化物沉淀除去，該方法具有簡便易行和鐵鋁雜質脫除徹底的特點，但生成的氫氧化物沉淀成膠趨勢明顯，不但難以過濾，還會吸附夾帶一定量的Mn²⁺。為解決難過濾的問題，部分企業在氧化中和除鐵鋁后，將生成的氫氧化物沉淀與脈石等不溶礦渣一起過濾除去，但上述做法并沒有解決錳的收率問題，錳的損失仍然較為嚴重；部分企業采用水洗工藝降低濾渣中錳含量，但難以實現錳生產系統中水的平衡。

電解二氧化錳是一種重要的電池材料，隨著電池工業的高速發展，生產高能無汞堿錳電池是電池工業的發展趨勢，這意味著所有鋅錳電池的正極材料必須是堿錳型電解二氧化錳，該二氧化錳對雜質元素的含量具有嚴格要求，如鐵含量不高于60μg/g，鉬、砷和銻的含量均不高于0.3μg/g。現有技術一般是在中和除雜后，再加入硫化劑除去重金屬離子，但對鉬、砷和銻等危害元素的深度脫除研究較少。CN 103556172 A公開了一種二氧化錳電解液深度除雜質方法，在現有基礎上引入MnO₄^—作為吸附劑，以實現微量元素鉬、砷和銻的深度除雜，但該方法步驟較多，且需額外加入除雜劑，經濟性仍有待提高。

綜上所述，現有技術普遍存在濾渣中錳含量過高、雜質元素脫除不徹底和步驟繁瑣的問題，因此亟需尋找一種可同步實現多雜質共同脫除，同時降低錳元素損失的工藝方法。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種原位中和-協同吸附同步脫除硫酸錳浸出液中雜質元素的方法。本發明采用原位中和法將硫酸錳浸出液中鐵和鋁轉化成羥基鐵和羥基鋁，定向調控鐵和鋁沉淀表面的羥基量，可有效降低濾渣中錳的含量，提高其過濾性能，在中和過程中協同吸附深度脫除浸出液中的鉬、砷和銻等雜質元素。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供了一種原位中和-協同吸附同步脫除硫酸錳浸出液中雜質元素的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將MnSO₄浸出溶液氧化得到含有MnSO₄-Al₂(SO₄)₃-Fe₂(SO₄)₃的浸出溶液；

(2)向步驟(1)得到的浸出溶液中加入中和劑和添加劑，發生原位中和反應；

(3)將步驟(2)經過原位中和反應后得到的懸浮液進行陳化吸附處理，再經固液分離脫除雜質元素。