[發明專利]一種高鐵錳礦氯化還原焙燒生產碳酸錳和鐵粉的方法

有效

• 申請號: 201910588744.2
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110317945B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 于大偉;郭學益;田慶華;叢云翔
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B1/08
• 分類號: C22B1/08;C22B1/02;C22B5/10;C22B47/00;C22B3/44;C21B13/00
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

本發明公開了一種高鐵錳礦氯化還原焙燒生產碳酸錳和鐵粉的方法，包括：將無水氯化鎂、無水氯化鈣、炭質還原劑與高鐵錳礦粉混合均勻得混合物，無水氯化鈣用量占高鐵錳礦粉質量的5％～25％，無水氯化鎂用量為高鐵錳礦粉中錳元素質量的2～4倍；將混合物還原焙燒，冷卻后得到還原產物；將還原產物用水作為溶劑進行浸出，固液分離得到富鐵濾渣和濾液；將富鐵濾渣經磁選分離得到鐵粉；將濾液在除鐵后加碳酸鎂或含碳酸鎂的礦物進行沉錳，固液分離得到碳酸錳。本發明具有工藝流程短、原料成本低廉、能耗低、環境友好，同時能達到對高鐵錳礦中錳、鐵的綜合回收，適合高鐵錳礦的開發與應用。

技術領域

本發明屬于錳冶煉領域，涉及一種高鐵錳礦生產工業級碳酸錳和金屬鐵粉的方法。

背景技術

我國錳礦資源品位低，成分復雜，70％以上的錳礦含鐵量偏高。其中高鐵錳礦礦石結構構造復雜，錳礦物和其他脈石礦物相呈細粒嵌布，鐵錳膠結，極難分選，導致我國高鐵錳礦資源有效利用率偏低。

高爐冶煉富錳渣法是處理高鐵錳礦的主要方法，該方法雖然能夠有效分離錳鐵，但是對入爐原料品質要求較高，投資大、能耗高，經濟效益不理想。產出的富錳渣作為生產錳硅合金以及其他錳系合金的原料，生產流程長。

對錳礦進行深加工生產電解錳、電解二氧化錳等產品是我國錳業發展的重要趨勢。目前國內的電解錳生產多采用碳酸錳礦，采用直接浸出-凈化-電解工藝生產電解錳。而鐵錳礦不適合直接采用濕法工藝進行處理，這是由于鐵含量高，酸性及還原性環境促進鐵氧化物的溶解，不僅消耗大量硫酸，渣量大，并且難以回收金屬鐵，造成鐵資源的浪費。

為綜合回收高鐵錳礦中的鐵的同時降低能耗，可將鐵錳礦在1000℃左右直接碳熱還原得到固態金屬鐵，但是該條件下金屬鐵粒度極小，嵌布分散在錳氧化物中，在磨礦過程中鐵和錳得不到有效地解離，因而造成磁選分離效果不好。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種處理高鐵錳礦的高效、清潔、流程短的錳、鐵深度分離提取工藝。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種高鐵錳礦氯化還原焙燒生產碳酸錳和鐵粉的方法，包括下述的步驟：

S1.將無水氯化鎂、無水氯化鈣、炭質還原劑與高鐵錳礦粉混合均勻得混合物，無水氯化鈣用量占高鐵錳礦粉質量的5％～25％，無水氯化鎂用量為高鐵錳礦粉中錳元素質量的2～4倍；

S2.將S1得到的混合物還原焙燒，冷卻后得到還原產物；

S3.將S2得到的還原產物用水作為溶劑進行浸出，固液分離得到富鐵濾渣和濾液；

S4.將S3得到的富鐵濾渣經磁選分離得到鐵粉；

S5.將S3得到的濾液在除鐵后加碳酸鎂或含碳酸鎂的礦物進行沉錳，固液分離得到碳酸錳。

進一步的，S5固液分離得到的溶液經濃縮、結晶、再生得到氯化鎂和氯化鈣的混合物，返回S1與高鐵錳礦粉混合。

進一步的，S1中的原料無水氯化鎂、無水氯化鈣、炭質還原劑與高鐵錳礦均經破碎、研磨至-0.15mm占80％以上。

進一步的，S1所述炭質還原劑為無煙煤、煙煤、褐煤、焦炭和石墨中的一種或任意組合。

進一步的，S1中炭質還原劑的添加量需保證足夠將高鐵錳礦中的氧化態的鐵和錳分別還原成金屬鐵和二價錳。

進一步的，S2中焙燒溫度為900-1100℃，焙燒時間為0.5-2小時。

進一步的，S4所述富鐵濾渣研磨后進行磁選，研磨至-0.045mm占80％以上。