軟錳礦的浸出方法
【專利摘要】本發(fā)明介紹的軟錳礦的浸出方法是將≤180目軟錳礦粉和不含苯環(huán)物質(zhì)的高濃度有機(jī)廢水加入耐壓、耐硫酸和硝酸腐蝕的反應(yīng)釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密閉條件下進(jìn)行攪拌浸出，浸出一段時(shí)間后，放出反應(yīng)廢氣，再在密閉條件下通入工業(yè)純氧對浸出夜進(jìn)行氧化。
【專利說明】軟錳礦的浸出方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軟錳礦的一種浸出方法。
【背景技術(shù)】
[0002]軟錳礦是生產(chǎn)金屬錳、硫酸錳、二氧化錳、硝酸錳等材料的重要原料。濕法工藝是生產(chǎn)上述材料的主要工藝，該工藝中浸出工序是必不可少的工序。在生產(chǎn)金屬錳、硫酸錳、二氧化錳的濕法工藝中，基本上采用硫酸浸出體系。由于軟錳礦中的MnO2不溶于硫酸，需要通過還原焙燒將MnO2轉(zhuǎn)化為MnO才能用硫酸浸出，但焙燒的轉(zhuǎn)化率只有85%左右，致使硫酸浸出還原焙燒的軟錳礦時(shí)，目標(biāo)金屬錳的浸出率不高，造成資源浪費(fèi)。雖然在浸出體系中加入FeS2等還原劑可用硫酸直接浸出軟錳礦，但浸出速度慢，浸出溫度高，浸出率較低。開發(fā)浸出率高、浸出速度快軟錳礦的直接浸出方法具有較大實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對目前軟錳礦浸出的問題，本發(fā)明的目的是尋找一種浸出率高、浸出速度快、能耗低的軟錳礦直接浸出方法，其特征在于將< 180目軟錳礦粉和不含苯環(huán)物質(zhì)的高濃度有機(jī)廢水加入耐壓、耐硫酸和硝酸腐蝕的反應(yīng)釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密閉條件下進(jìn)行攪拌浸出。浸出一段時(shí)間后，放出反應(yīng)廢氣，再在密閉條件下通入工業(yè)純氧對浸出夜進(jìn)行氧化。氧化結(jié)束后，放出反應(yīng)釜內(nèi)的漿料進(jìn)行固液分離，得到所需浸出溶液。用于浸出的混合溶液中硫酸的初始濃度為lmol/L~4mol/L，硝酸的初始濃度為2g/L~10g/L。用于浸出的高濃度有機(jī)廢水中的C0D&濃度> 30000mg/L。硫酸的加入量為將軟錳礦中全部錳浸出的理論量的103%~110%。高濃度有機(jī)廢水的加入量以每公斤MnO2加入C0D&0.185公斤~0.200公斤計(jì)算加入。整個(gè)浸出過程的溫度為40°C~70°C，攪拌速度為50 r/min~130 r/min。浸出時(shí)間為Ih~2h。通 入O2的氧化時(shí)間為0.5h~lh,相對壓力為0.1MPa~
0.2MPa。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:在密閉并有高濃度有機(jī)廢水和硝酸存在的條件下，硫酸浸出軟錳礦的氧化還原反應(yīng)可用下面通式表示:
3 (C-HxOy)m + 4mHN03 = 4mN0 + 3mC02 + zH20
3Mn02 + 2N0 + 6H+ = 3Mn2+ + 2HN03 + 2H20
總反應(yīng)為:
(C-HxOy)m + 2mMn02 + 2mH+ = 2mMn2+ + mC02 + zH20
類似的Fe2O3浸出的總反應(yīng)為:
(C-HxOy)m + 2mFe203 + 4mH+ = 4mFe2+ + mC02 + qH20
在氧化階段，主要發(fā)生Fe2+的氧化反應(yīng):
4FeS04 + O2 + 2H2S04 = 2Fe2 (SO4)3 + 2H20
Fe2 (SO4) 3 + 3H20 = Fe2O3 + 3H2S04
由于硝酸與高濃度有機(jī)廢 水中的有機(jī)物反應(yīng)速度很快，產(chǎn)生的NO與MnO2的反應(yīng)也較快，由此加快整個(gè)浸出過程，并實(shí)現(xiàn)MnO2較完全浸出。只要控制好硫酸和高濃度有機(jī)廢水的加入量，就可以減少Fe進(jìn)入浸出液的量。然而,硫酸和高濃度有機(jī)廢水的加入量太少,將影響浸出速度和Mn的浸出率,所以為了保證Mn的浸出率，F(xiàn)e浸出是不可避免的。通過O2氧化將Fe2+氧化成Fe3+，進(jìn)而發(fā)生水解反應(yīng)，除去部分Fe。未除盡的Fe在后續(xù)除Fe過程中不需要進(jìn)一步氧化。
[0005]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)是:經(jīng)過上述一系列反應(yīng)，最終使軟錳礦中的Mn基本上完全浸出，提高了 Mn的浸出率，減少資源浪費(fèi)；利用高濃度有機(jī)廢水作氧化劑，不僅為高濃度有機(jī)廢水的治理開辟了一條新的途徑，而且可以降低軟錳礦的浸出成本，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益；整個(gè)浸出過程是放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度不高，能源消耗低；由于硝酸很容易與高濃度有機(jī)廢水中的有機(jī)物反應(yīng)，產(chǎn)生的NO又很容易與MnO2反應(yīng)，所以浸出過程速度快；由于在浸出過程中已將Fe2+氧化從Fe3+，可以簡化浸出液的后續(xù)凈化過程；過程在密閉條件下進(jìn)行，避免了 NO逸出產(chǎn)生的環(huán)境污染。
[0006]具體實(shí)施方法
實(shí)施例1:將1000g軟錳礦粉(含錳55.5%、Fe2036.7%、粒徑180目)和3.26L釀酒廢水(含C0D&50000mg/L)與硫酸和硝酸配制的硫酸濃度為lmol/L,硝酸濃度為2g/L混合溶液6600ml加入容積為IOL的襯鈦壓力反應(yīng)釜中，于40°C~50°C下密閉攪拌(攪拌速度70r/min)浸出2h。然后通入O2 (相對壓力為0.1MPa)氧化0.5h。根據(jù)洗凈后的浸出渣的化驗(yàn)分析結(jié)果，錳的浸出率為99.0%。
[0007]實(shí)施例2:將IOkg軟錳礦粉(含錳55.5%、Fe2036.7%、粒徑180目)和19.5L淀粉生產(chǎn)濃縮廢水(含C0D&90000mg/L)與硫酸和硝酸配制的硫酸濃度為3mol/L，硝酸濃度為8g/L的混合溶液23L加入容積為50L的襯鈦壓力反應(yīng)釜中，于60V~70°C下密閉攪拌(攪拌速度60r/min)浸出lh。 然后通入O2 (相對壓力為0.15MPa)氧化lh。根據(jù)洗凈后的浸出渣的化驗(yàn)分析結(jié)果，錳的浸出率為99.6%。
【權(quán)利要求】
1.一種軟錳礦的浸出方法，其特征是將< 180目軟錳礦粉和不含苯環(huán)物質(zhì)的高濃度有機(jī)廢水加入耐壓、耐硫酸和硝酸腐蝕的反應(yīng)釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密閉條件下進(jìn)行攪拌浸出，浸出一段時(shí)間后，放出反應(yīng)廢氣，再在密閉條件下通入工業(yè)純氧對浸出夜進(jìn)行氧化，氧化結(jié)束后，放出反應(yīng)釜內(nèi)的漿料進(jìn)行固液分離，得到所需浸出溶液，用于浸出的混合溶液中硫酸的初始濃度為lmol/L~4mol/L，硝酸的初始濃度為2g/L~10g/L，用于浸出的高濃度有機(jī)廢水中的C0D&濃度> 30000mg/L，硫酸的加入量為將軟錳礦中全部錳浸出的理論量的103%~110%，高濃度有機(jī)廢水的加入量以每公斤MnO2加入C0D&0.185公斤~0.200公斤計(jì)算加入，整個(gè)浸出過程的溫度為40°C~70°C，攪拌速度為50 r/min~.130 r/min, 浸出時(shí)間為Ih~2h,通入O2的氧化時(shí)間為0.5h~Ih,相對壓力為0.1MPa~.0.2MPa。
【文檔編號(hào)】C22B47/00GK103757222SQ201310736442
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月29日
【發(fā)明者】龍炳清, 曾凡蕓, 刁劍 申請人:四川師范大學(xué)