專利名稱：從碳酸錳礦石中浸取高價(jià)錳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及浸取錳礦石時(shí)還原高價(jià)錳的方法，屬濕法冶金領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，中國(guó)已成為全球最大的電解錳生產(chǎn)出口國(guó)和消費(fèi)大國(guó)。雖然國(guó)內(nèi)可供工業(yè)利用的錳礦儲(chǔ)量達(dá)到3億噸，但是80％以上是貧錳礦，礦石平均含錳僅20％左右。通常錳礦化學(xué)加工工藝分為酸法和堿法兩類，工藝路線主要根據(jù)礦石中錳的存在形態(tài)及所制產(chǎn)品種類來(lái)確定。如錳礦石中錳的價(jià)態(tài)以正二價(jià)存在，則多用酸法；若以正四價(jià)態(tài)存在，則多用堿法或先還原成正二價(jià)，再采用酸法。錳礦礦石類型最多的是碳酸錳礦(菱錳礦)為主，約占總儲(chǔ)量的73％，而對(duì)菱錳礦的處理多采用酸法，但由于錳礦中錳化合物的存在形式多樣，如二氧化錳、硅酸錳等。其中二氧化錳不但本身不溶于熱稀硫酸，還阻礙其他形態(tài)錳的浸出。另外，為了將現(xiàn)有工藝的浸出液中含的Fe2+除去，一般都加入大量過(guò)量的二氧化錳粉(軟錳礦)，加入量約為所用菱錳礦礦石重量的7％～10％。而過(guò)量二氧化錳通常與菱錳礦中的高價(jià)錳進(jìn)入渣相，使渣相的的高價(jià)錳含量較高，造成了資源的極大浪費(fèi)。因此，從碳酸錳中提取金屬錳通常是先通過(guò)浸取的方法得到硫酸錳，然后再電解獲得高價(jià)錳。
為提高含碳酸錳礦石(菱錳礦)中高價(jià)錳的浸取率和氧化劑(軟錳礦)的利用率，人們研究了不同的還原劑。如廣西大學(xué)的文衍宣等在國(guó)家發(fā)明專利CN1940098A中提出用工業(yè)廢棄物甘蔗糖蜜酒精廢液作為還原劑，在98℃溫度下攪拌反應(yīng)0.5h～4h得到反應(yīng)浸出液，軟錳礦中錳的浸出率大于93％。國(guó)家發(fā)明專利CN89105118.X采用稻殼作為還原劑。楊明平等研究了糠-硫酸直接浸錳工藝條件。國(guó)家發(fā)明專利CN85103874A在500公斤軟錳礦中添加100公斤稻草粉、130公斤水，2.5公斤發(fā)酵劑和600公斤工業(yè)硫酸，75℃下浸取1.5h，錳礦的浸取率達(dá)到99.83％。在上述甘蔗糖蜜、糠、稻殼等植物生物質(zhì)作還原劑的方法中，具有原料價(jià)廉易得的優(yōu)點(diǎn)，但卻存在生物質(zhì)粉料水解成糖困難，需要較高的反應(yīng)溫度及酸的消耗量增加的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種反應(yīng)溫度較低、減少酸消耗及縮短錳礦浸取時(shí)間而發(fā)明的從碳酸錳礦石中浸取高價(jià)錳的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種從碳酸錳礦石中浸取高價(jià)錳的方法，其特征在于，以葡萄糖或植物生物質(zhì)和硫酸作為碳酸錳礦中的高價(jià)錳的還原劑，采用微波輻射葡萄糖促進(jìn)高價(jià)錳還原，具體步驟包括取100目～200目的碳酸錳礦石1份，加入10～20份水調(diào)制成礦漿；再往礦漿加入濃度為60％的硫酸，礦粉與硫酸的重量比為1∶6～9同時(shí)加入葡萄糖或植物生物質(zhì)，礦粉與葡萄糖或植物生物質(zhì)的重量比為10～15∶1攪拌均勻；在500W～1000W微波輻射下，攪拌反應(yīng)4min～10min，控制浸取溫度為50℃～60℃，經(jīng)過(guò)濾得到浸出液。
優(yōu)選條件是微波功率為700W，加熱時(shí)間為5min，反應(yīng)溫度控制在55℃左右。所述植物生物質(zhì)為米糠、溶解性淀粉、木屑、秸稈或稻草中的任一種。
相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果(1)葡萄糖、淀粉及其它含還原性糖類的生物質(zhì)來(lái)源廣泛、成本低廉，淀粉及其它含還原性糖類的生物質(zhì)在浸取劑硫酸的作用下，能水解成為還原性單糖(葡萄糖等)，且物質(zhì)中的不溶性木質(zhì)素能吸附重金屬和錳礦中的磷等有害雜質(zhì)，達(dá)到資源綜合利用的目的。
(2)采用微波對(duì)生物質(zhì)水解及高價(jià)錳還原過(guò)程進(jìn)行加熱，利用微波加熱過(guò)程中存在的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)，提高硫酸催化纖維素水解成葡萄糖等還原性糖類物質(zhì)的速率，使礦石中的高價(jià)錳迅速轉(zhuǎn)化成低價(jià)錳，從而降低浸取渣中的錳含量，提高錳的浸取率，達(dá)到降低反應(yīng)溫度及縮短錳礦浸取時(shí)間的目的。
(3)微波加熱具有整體加熱的特點(diǎn)，具有加熱速快，無(wú)溫度梯度，降低反應(yīng)的能量消耗，熱量利用率高、反應(yīng)迅速，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1取碳酸錳礦石(即菱錳礦，錳含量20.6％)10g，粉碎到100目，加入200g水調(diào)制成礦漿；再往礦漿加入濃硫酸(質(zhì)量百分含量60％)150g和葡萄糖1g，在500W微波輻射下，攪拌反應(yīng)10min，控制浸取溫度為50℃，得到高價(jià)錳的硫酸錳浸出液，經(jīng)測(cè)錳浸出率達(dá)92.1％。
實(shí)施例2取碳酸錳礦石(即菱錳礦)100g，粉碎到120目，加入1000g水調(diào)制成礦漿；再往礦漿加濃硫酸(質(zhì)量百分含量60％)1000g和溶解性淀粉10g，在600W微波輻射下，攪拌反應(yīng)8min，控制浸取溫度為60℃，得到高價(jià)錳的硫酸錳浸出液；經(jīng)測(cè)錳浸出率達(dá)98.7％。
實(shí)施例3取碳酸錳礦石(即菱錳礦)15g，粉碎到200目，加入210g水調(diào)制成礦漿；再往礦漿加濃硫酸(重量百分含量60％)200g和木屑1.3g，在700W微波輻射下，攪拌反應(yīng)8min，控制浸取溫度為60℃，得到硫酸錳浸出液，經(jīng)測(cè)錳浸出率達(dá)99.2％。
實(shí)施例4取碳酸錳礦石(即菱錳礦)150g(錳含量20.6％)，粉碎到180目，加入2000g水調(diào)制成礦漿；再往礦漿加濃硫酸(質(zhì)量百分含量60％)2000g和稻殼10g，在1000W微波輻射下，攪拌反應(yīng)4min，控制浸取溫度為50℃，得到硫酸錳浸出液，經(jīng)測(cè)錳浸出率達(dá)98.8％。
實(shí)施例5取碳酸錳礦石菱錳礦150g，粉碎到200目，加入1500g水調(diào)制成礦漿；再往礦漿加濃硫酸(質(zhì)量百分含量60％)2000g和稻殼15g，在800W微波輻射下，攪拌反應(yīng)5min，控制浸取溫度為55℃，得到硫酸錳浸出液，錳浸出率達(dá)99.1％。
權(quán)利要求
1.從碳酸錳礦石中浸取高價(jià)錳的方法，其特征在于，具體步驟包括取100目～200目的碳酸錳礦石1份，加入10～20份水調(diào)制成礦漿；再往礦漿加入60％的硫酸，礦粉與硫酸的重量比為1∶6～9同時(shí)加入葡萄糖或植物生物質(zhì)，礦粉與葡萄糖或植物生物質(zhì)的重量比為10～15∶1攪拌均勻；在500W～1000W微波輻射下，攪拌反應(yīng)4min～10min，控制浸取溫度為50℃～60℃，經(jīng)過(guò)濾得到浸出液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從碳酸錳礦石中浸取高價(jià)錳的方法，其特征在于礦粉與水的重量比為1∶14。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從碳酸錳礦石中浸取高價(jià)錳的方法，其特征在于礦粉與硫酸的重量比為1∶8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從碳酸錳礦石中浸取高價(jià)錳的方法，其特征在于微波功率為700W，加熱時(shí)間為5min，反應(yīng)溫度控制在55℃左右。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從碳酸錳礦石中浸取高價(jià)錳的方法，其特征在于所述植物生物質(zhì)為米糠、溶解性淀粉、木屑、秸稈或稻草中的任一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種從碳酸錳礦石中浸取高價(jià)錳的方法，屬濕法冶金領(lǐng)域。它是以葡萄糖或植物生物質(zhì)和硫酸作為碳酸錳礦中的高價(jià)錳的還原劑，采用微波輻射葡萄糖促進(jìn)高價(jià)錳還原，具體步驟包括取100目～200目的碳酸錳礦石1份，加入10～20份水調(diào)制成礦漿；再往礦漿加入濃度為60％的硫酸，礦粉與硫酸的重量比為1∶6～9；同時(shí)加入葡萄糖或植物生物質(zhì)，礦粉與葡萄糖或植物生物質(zhì)的重量比為10～15∶1攪拌均勻；在500W～1000W微波輻射下，攪拌反應(yīng)4min～10min，控制浸取溫度為50℃～60℃，經(jīng)過(guò)濾得到浸出液。本發(fā)明具有反應(yīng)溫度較低、減少酸消耗及縮短錳礦浸取時(shí)間，熱量利用率高、反應(yīng)迅速之優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22B47/00GK101070565SQ20071007862
公開(kāi)日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2007年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月14日
發(fā)明者陶長(zhǎng)元, 曹淵, 劉作華, 杜軍, 唐金晶 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)