一種制備硫酸錳電解液的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制備硫酸錳電解液的方法，其采用下列步驟：將高磷高鐵錳礦和黃鐵礦分別放入球磨機，球磨成粉后按比例混合進行硫酸化隔焰焙燒，以水為浸出劑對所述經(jīng)過硫酸化焙燒的錳礦進行浸出，然后對下層一部分液體用硫酸浸出，對所述硫酸錳溶液進行除雜得到合格的硫酸錳電解液；由于本發(fā)明采用水和少量硫酸為浸出劑，在提高錳的提取率的同時，能有效抑制磷、鐵的浸出，防止雜質(zhì)進入溶液，提高了后續(xù)產(chǎn)品的質(zhì)量，不僅大大減輕后續(xù)作業(yè)中對硫酸錳溶液的凈化負擔，而且可用低品位的軟錳礦等原料進行制備。
【專利說明】一種制備硫酸錳電解液的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備硫酸錳電解液的方法，具體為一種以軟錳礦為原料通過濕法制備硫酸錳電解液的方法。
【背景技術】
[0002]目前，國內(nèi)和國際一般采用兩種工藝方法對錳進行深加工處理:一是對于有害雜質(zhì)(如磷、硫)低的富礦石可直接采用火法冶煉工藝生產(chǎn)錳系合金產(chǎn)品；二是對于大部分碳酸錳和部分氧化錳礦，一般采用濕法冶金技術生產(chǎn)錳的系列鹽類產(chǎn)品。然而，隨著對錳礦資源的逐年開米，聞品味、低雜質(zhì)的優(yōu)質(zhì)猛礦日M枯竭?，F(xiàn)有的聞鐵聞憐猛礦、軟猛礦等低品位錳礦是一種典型的含雜量高難處理復雜錳礦，一方面，由于其含有大量的磷而不能采用火法生產(chǎn)錳系合金產(chǎn)品，另一方面，當以這種錳礦為原料，采用現(xiàn)有濕法冶金技術生產(chǎn)錳鹽系列產(chǎn)品時，由于在硫酸浸出時需要使用大量硫酸，使錳浸出渣呈現(xiàn)酸性而無法排放，企業(yè)含酸廢液的滲漏對土壤和地下水資源造成了嚴重污染，同時礦石中有大量的鐵質(zhì)增加了溶液凈化的負擔，也影響了產(chǎn)品質(zhì)量，以現(xiàn)有的錳礦濕法冶金技術，錳加工企業(yè)均不愿采用這類礦石作為原料。因此， 該類低品位錳礦得不到有效利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明提供一種綠色環(huán)保且高效地利用軟錳礦制備硫酸錳電解液的方法。
[0004]本發(fā)明解決上述技術問題采用以下技術方案:一種制備硫酸錳電解液的方法，其采用下列步驟:
[0005](I)將軟錳礦和黃鐵礦原料分別磨成粉粒后按比例混合；
[0006](2)將上述混合物分別均重裝入數(shù)個通有氣體的反應管中，所有反應管置于爐膛中進行焙燒；
[0007](3)將每個反應管焙燒后的混合物一并通入水池中，以水為浸出劑進行一級浸出，得到一級硫酸錳浸出液；
[0008](4)將水池中的一級浸出液的上層部分液體導入儲液罐中，下層部分液體導入浸出池；
[0009](5)在浸出池中以硫酸為浸出劑對下層部分液體進行二級浸出，得到二級硫酸錳浸出液，并將全部二級浸出液導入所述儲液罐中；
[0010](6)對儲液罐中的浸出液進行除雜，得到硫酸錳電解液。
[0011]作為優(yōu)選，步驟(1)中軟錳礦與黃鐵礦磨成粉粒的粒徑均為150目~250目。
[0012]作為優(yōu)選，步驟(1)中錳礦與黃鐵礦的混合摩爾比為1:2~4。
[0013]作為優(yōu)選，步驟(2)中的焙燒為恒溫焙燒，焙燒溫度為500°C~700°C，焙燒時間為3~4小時。
[0014]作為優(yōu)選，所述混合物與水的質(zhì)量比為1:5~6，一級浸出時間為1.5~2.5小時。[0015]作為優(yōu)選，浸出池中導入的下層部分液體與硫酸的質(zhì)量比為1:0.05~0.07，二級浸出時間為I~1.5小時
[0016]作為優(yōu)選，步驟(6)中的除雜依次采用加入硫化鋇的預處理、加入福美鈉的一段凈化、加入高錳酸鉀的二段凈化、加入活性碳的三段凈化工藝。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點:一是以水為浸出劑進行選擇性浸出，其在提聞猛的提取率的同時，能有效抑制憐、鐵的浸出，防止雜質(zhì)進入溶液，提聞了后續(xù)廣品的質(zhì)量；二是綠色無污染:采用硫酸化焙燒工藝，以水作為浸出劑進行一級浸出，以少量的硫酸作為浸出劑進行二級浸出，不僅避免了傳統(tǒng)工藝中使用大量的硫酸對錳礦中其他有害雜質(zhì)進入溶液，大大減輕后續(xù)作業(yè)中對硫酸錳溶液的凈化負擔，提高了硫酸錳電解液的質(zhì)量；而且提高了浸出率；三是本發(fā)明可以低品位的軟錳礦等為原料，一定程度解決了硫酸錳溶液生產(chǎn)企業(yè)對緊缺的碳酸錳礦的依賴問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖和實施 例對本發(fā)明做詳細介紹:
[0020]參考圖1，本發(fā)明采用下列步驟:
[0021](I)將軟錳礦和黃鐵礦原料分別磨成粉粒后按比例混合；一般地，軟錳礦與黃鐵礦磨成粉粒的粒徑均為150目~250目，目數(shù)過大或過小均不利于焙燒；錳礦與黃鐵礦的混合摩爾比為1:2~4為宜。
[0022](2)將上述混合物分別均重裝入數(shù)個通有氣體的反應管中，所有反應管置于爐膛中進行隔焰焙燒，粉末和火焰不接觸，有利錳礦粉還原且不會揚塵，煙氣中不含礦粉，達到環(huán)保排放要求；焙燒為恒溫焙燒，焙燒溫度為500°C~700°C，焙燒時間為3~4小時。
[0023](3)將每個反應管焙燒后的混合物一并通入水池中，以水為浸出劑進行一級浸出，得到一級硫酸錳浸出液；由于采用高溫焙燒，在熟料出爐時仍保持較高溫度，直接將其通入清水中即可以達到較高溫度進行浸礦，所以不需要外加蒸提高浸礦速率。
[0024](4)將水池中的一級浸出液的上層部分液體導入儲液罐中，下層部分液體導入浸出池；隨著反應的進行，大部分上層液體浸礦已基本完成，由于沒有外加蒸氣，溫度會慢慢下降，特別是下層的一部分液體反應較慢，甚至有雜質(zhì)，因此須對少部分下層液體繼續(xù)進行浸出，可提高浸出率。一般地，混合物與水的質(zhì)量比為1:5~6，一級浸出時間為1.5~2.5小時。
[0025](5)在浸出池中以硫酸為浸出劑對下層部分液體進行二級浸出，得到二級硫酸錳浸出液，并將全部二級浸出液導入所述儲液罐中，提高浸出率；浸出池中導入的下層部分液體與硫酸的質(zhì)量比為1:0.05~0.07，二級浸出時間為I~1.5小時。由于加入硫酸量極少，一方面不會造成含酸廢液，另一方面在后續(xù)的電解中，無需再加入硫酸調(diào)節(jié)PH值。
[0026](6)對儲液罐中的浸出液進行除雜，得到硫酸錳電解液；本發(fā)明依次采用加入硫化鋇的預處理、加入福美鈉的一段凈化、加入高錳酸鉀的二段凈化、加入活性碳的三段凈化工藝。[0027]實施例1:
[0028]將軟錳礦和黃鐵礦分別放入球磨機中球磨，分別篩分得到粒徑為150目的礦粉；將軟錳礦粉和黃鐵礦粉以1:2的摩爾比混合，并均重裝入4個通有氣體的反應管中，所有反應管置于爐膛中進行隔焰恒溫焙燒，焙燒溫度為500°C，焙燒時間為3小時。將焙燒好的熟料導入水池中，按質(zhì)量比1:5加入清水浸礦。浸出1.5小時后，將7/8的上層液體通入儲液罐，下層液體倒入浸出池，并按照1:0.05的質(zhì)量比加入硫酸，并持續(xù)攪拌。1.5小時后，將二級浸出液導入儲液罐與一級浸出液混合，并對儲液罐內(nèi)的浸出液進行全元素分析，浸出液為含有雜質(zhì)的硫酸錳浸出液，錳的浸出率為86.9%。隨后，對硫酸錳浸出液先預處理，每升浸出液加入硫化鋇Sg，硫化鋇對溶液中重金屬離子例如鋅和砷具有良好的除雜效果，并持續(xù)攪拌，攪拌時間為30分鐘；再進行一段凈化，加入福美鈉的量為每升溶液0.6g,福美鈉對重金屬離子例如鎳和鈷具有良好的除雜效果，一段凈化過程中鐵離子的濃度有可能還是無法到達標準，這個過程還應適當加入雙氧水就可以達到鐵離子除去標準，加入雙氧水的量為每升溶液Iml ;接著進行二段凈化，加入高錳酸鉀的量為每升Sg，同時滴加硫酸，使pH=5，進一步對溶液中砷進行除雜；最后進行三段凈化，加入活性碳的用量為每升溶液0.lg，攪拌時間為I小時。由于經(jīng)過二段靜化后溶液中還存在少量的三價鐵離子、鋁離子和硅，其會形成膠體，加入活性炭可聚集膠體達到沉淀，過濾后靜置24小時得到純凈的硫酸錳溶液，測得該純凈硫酸錳溶液中錳的含量為37.2g/L，而用于電解液的硫酸錳溶液的錳的含量標準是36~41g/L，所以最終制得合格的硫酸錳電解液。
[0029]實施例2:
[0030]將軟錳礦和黃鐵礦分別放入球磨機中球磨，分別篩分得到粒徑為200目的礦粉；將軟錳礦粉和黃鐵礦粉以1:3的摩爾比混合，并均重裝入4個通有氣體的反應管中，所有反應管置于爐膛中進行隔焰恒溫焙燒，焙燒溫度為600°C，`焙燒時間為3.5小時。將焙燒好的熟料導入水池中，按質(zhì)量比1:5.5加入清水浸礦。浸出2小時后，將9/10的上層液體通入儲液罐，下層液體倒入浸出池，并按照1:0.06的質(zhì)量比加入硫酸，并持續(xù)攪拌。I小時后，將二級浸出液導入儲液罐與一級浸出液混合，并對儲液罐內(nèi)的浸出液進行全元素分析，錳的浸出率為89.5%。隨后，對硫酸錳浸出液先預處理，每升浸出液加入硫化鋇9g，并持續(xù)攪拌，攪拌時間為40分鐘；再進行一段凈化，加入福美鈉的量為每升溶液0.8g,這個過程還加入雙氧水的量為每升溶液Iml ;接著進行二段凈化，加入高錳酸鉀的量為每升9g，同時滴加硫酸，使pH=5 ;最后進行三段凈化，加入活性碳的用量為每升溶液0.lg，攪拌時間為I小時，過濾后靜置24小時得到純凈的硫酸錳溶液，測得該純凈硫酸錳溶液中錳的含量為40.7g/L，制得合格的硫酸錳電解液。
[0031]實施例3:
[0032]將軟錳礦和黃鐵礦分別放入球磨機中球磨，分別篩分得到粒徑為250目的礦粉；將軟錳礦粉和黃鐵礦粉以1:4的摩爾比混合，并均重裝入4個通有氣體的反應管中，所有反應管置于爐膛中進行隔焰恒溫焙燒，焙燒溫度為700°C，焙燒時間為4小時。將焙燒好的熟料導入水池中，按質(zhì)量比1:6加入清水浸礦。浸出2.5小時后，將9/10的上層液體通入儲液罐，下層液體倒入浸出池，并按照1:0.07的質(zhì)量比加入硫酸，并持續(xù)攪拌。I小時后，將二級浸出液導入儲液罐與一級浸出液混合，并對儲液罐內(nèi)的浸出液進行全元素分析，錳的浸出率為88.1% ;隨后，對硫酸錳浸出液先預處理，每升浸出液加入硫化鋇10g，并持續(xù)攪拌，攪拌時間為50分鐘；再進行一段凈化，加入福美鈉的量為每升溶液lg，這個過程還加入雙氧水的量為每升溶液Iml ;接著進行二段凈化，加入高錳酸鉀的量為每升10g，同時滴加硫酸，使PH=5 ;最后進行三段凈化，加入活性碳的用量為每升溶液0.lg，攪拌時間為I小時，過濾后靜置24小時得到純凈的硫酸錳溶液， 測得該純凈硫酸錳溶液中錳的含量為38.6g/L，制得合格的硫酸錳電解液。
【權利要求】
1.一種制備硫酸錳電解液的方法，其采用下列步驟: (1)將軟錳礦和黃鐵礦原料分別磨成粉粒后按比例混合； (2)將上述混合物分別均重裝入數(shù)個通有氣體的反應管中，所有反應管置于爐膛中進行焙燒； (3)將每個反應管焙燒后的混合物一并通入水池中，以水為浸出劑進行一級浸出，得到一級硫酸錳浸出液； (4)將水池中的一級浸出液的上層部分液體導入儲液罐中，下層部分液體導入浸出池； (5)在浸出池中以硫酸為浸出劑對下層部分液體進行二級浸出，得到二級硫酸錳浸出液，并將全部二級浸出液導入所述儲液罐中； (6)對儲液罐中的浸出液進行除雜，得到硫酸錳電解液。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(1)中軟錳礦與黃鐵礦磨成粉粒的粒徑均為150目~250目。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(1)中錳礦與黃鐵礦的混合摩爾比為1:2 ~4。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(2)中的焙燒為恒溫焙燒，焙燒溫度為500°C~700°C，焙燒時間為3~4小時。·
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于:所述混合物與水的質(zhì)量比為1:5~6，一級浸出時間為1.5~2.5小時。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于:浸出池中導入的下層部分液體與硫酸的質(zhì)量比為1:0.05~0.07，二級浸出時間為I~1.5小時
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(6)中的除雜依次采用加入硫化鋇的預處理、加入福美鈉的一段凈化、加入高錳酸鉀的二段凈化、加入活性碳的三段凈化工藝。
【文檔編號】C22B1/06GK103710540SQ201310722009
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權日:2013年12月24日
【發(fā)明者】林荔琍, 唐臻, 吳堅 申請人:柳州豪祥特科技有限公司