高磷菱锰矿所制硫酸锰溶液的除磷方法技术

高磷菱锰矿所制硫酸锰溶液的除磷方法，其步骤有：（1）室温条件下，在由高磷菱锰矿所制的硫酸锰溶液内，加入硫酸亚铁和双氧水溶液以组成混合溶液；然后在搅拌状态下进行氧化反应；（2）在步骤（1）所得混合溶液中加入浓氨水以调节pH值到3～5，然后在室温条件下充分搅拌以得混合料浆；（3）静置、沉淀步骤（2）所得混合料浆，然后过滤、分离，所得滤液即为低磷硫酸锰溶液。与现有技术相比较，本发明专利技术不仅有效地避免了在选矿时除磷而可能存在的操作较复杂、能耗较高和/或对环境造成污染的问题，而且还有反应条件温和、成本相对较低的优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，其步骤有：（1）室温条件下，在由高磷菱锰矿所制的硫酸锰溶液内，加入硫酸亚铁和双氧水溶液以组成混合溶液；然后在搅拌状态下进行氧化反应；（2）在步骤（1）所得混合溶液中加入浓氨水以调节pH值到3～5，然后在室温条件下充分搅拌以得混合料浆；（3）静置、沉淀步骤（2）所得混合料浆，然后过滤、分离，所得滤液即为低磷硫酸锰溶液。与现有技术相比较，本专利技术不仅有效地避免了在选矿时除磷而可能存在的操作较复杂、能耗较高和/或对环境造成污染的问题，而且还有反应条件温和、成本相对较低的优点。【专利说明】
本专利技术涉及对由高磷菱锰矿所制取的硫酸锰溶液进行脱磷处理的方法。
技术介绍
金属锰(Mn)是一种重要工业原料，电解法是获得金属锰的方法之一。其基本步骤是，首先以锰矿石为原料，将其粉碎后加入硫酸制成含锰浸取液一硫酸锰溶液；然后将这硫酸锰溶液经除杂处理后作为电解液来进行电解，以得到金属锰。我国锰矿石多为贫矿，且有害杂质磷含量较高。由于在电解过程中，磷含量过高，不仅会使阳极电位大大上升，氧气析出，电流效率下降，阳极迅速腐蚀损坏，进而导致阴极金属锰上板效率低；而且会导致金属锰返溶而造成经济损失。另外，电解液中的磷会以磷锰化合物的形式进入金属锰产品中，导致金属锰质量下降，如果将其作为炼钢原料之一，还将影响钢材的质量。所以，对于各种高磷锰矿(含磷量高的锰矿石)来讲，在将其制备成可作为电解液用的硫酸锰溶液之前，还须尽量去除其中的磷。现有技术中，也的确有了不少针对不同种类的高磷锰矿来除磷(脱磷)的方法，然而，在这些方法中，有的操作较复杂、有的能耗较高、有的可能对环境造成污染。尤其是，这些方法都是在选矿阶段进行的，且有的只适用于软锰矿。在本来就要以高磷菱锰矿为原料来制备成可作为电解液用的硫酸锰溶液的情况下，若仍采用现有技术来对高磷菱锰矿多进行一次选矿处理，会使最终得到低磷硫酸锰溶液的成本大大增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种工艺简单、能耗低、无污染，且其成本较低的。为实现所述目的，提供了这样一种，其特征在于，该方法有如下步 骤: (1)室温条件下，在搅拌槽内装入由高磷菱锰矿所制的硫酸锰溶液，接着加入硫酸亚铁、质量分数为30%的双氧水溶液以组成混合溶液；然后在搅拌状态下进行氧化反应； 其中，硫酸锰溶液的磷浓度在2.5~3.2g/l之间，硫酸亚铁中铁离子与硫酸锰溶液中磷的摩尔比=1.0~2: 1，双氧水与硫酸亚铁中铁离子的摩尔比=0.5~1.25: I ； (2)在步骤(1)所得混合溶液中加入浓氨水以调节pH值到3~5，然后在室温条件下充分搅拌以得混合料浆； (3)静置、沉淀步骤(2)所得混合料浆，然后过滤、分离，所得滤液即为低磷硫酸锰溶液。从方案中可以看出，本专利技术是针对已经用硫酸浸取高磷菱锰矿后，得到含磷过高的硫酸锰溶液来进行除磷处理的。在这种硫酸锰溶液中的磷，主要以可溶性的磷酸盐(正磷酸盐和少量焦磷酸盐)形态存在，在步骤(1)中加入硫酸亚铁和双氧水溶液而组成混合溶液，以进行氧化反应后，混合溶液中的部分二价铁(Fe2+)将氧化成新生态的三价铁(Fe3+)，同时能让部分焦磷酸根(P2074 —)转化为正磷酸根(P043_)。在步骤(2)中慢慢加入浓氨水(NH3-H2O)调节pH值后，一方面能让三价铁和尚未氧化的二价铁与磷酸根形成难溶性的磷酸盐沉淀；另一方面，混合溶液中新生态的三价铁发生强烈水解，并在水解的同时发生各个聚合反应，生成具有较长线形结构的多核羟基络合物，如Fe2 (OH) 24+、Fe3 (OH) 45+等，这些含铁的羟基络合物能够以吸附、络合的方式与磷酸根发生共沉淀现象，再通过沉淀分离将磷去除。这就保证了难溶性的磷酸盐沉淀与硫酸锰溶液的可靠分离。于是，在步骤(3)所得的滤液中就只是磷含量非常低的硫酸锰溶液了。与现有技术相比，由于本专利技术把去除磷的过程放在了硫酸锰溶液中，而用高磷菱锰矿为原料来制备硫酸锰溶液本身又是制备电解液的不可少的步骤，且在本步骤中除磷之外的其他杂质也被大量地去除掉了。所以，与现有技术相比较，不仅有效地避免了在选矿时除磷而可能存在的操作较复杂、能耗较高和/或对环境造成污染的问题，而且还有反应条件温和、成本相对较低的优点。下面结合【具体实施方式】对本专利技术做进一步的说明。【具体实施方式】，其特征在于，该方法有如下步骤: (1)室温条件下，在搅拌槽内装入由高磷菱锰矿所制的硫酸锰溶液，接着加入硫酸亚铁(FeS04*7H20)、质量分数为30%的双氧水(H2O2)溶液以组成混合溶液；然后在搅拌状态下进行氧化反应(保证充分氧化的搅拌时间，通常仅要3~5min)； 其中，硫酸锰溶液的磷浓度在2.5~3.2g/l之间，硫酸亚铁中铁离子与硫酸锰溶液中磷的摩尔比=1.0~2: 1，双氧水与硫酸亚铁中铁离子的摩尔比=0.5~1.25: I ； (2)在步骤(1)所得混合溶液中加入浓氨水以调节pH值到3~5，然后在室温条件下充分搅拌以得混合料浆(保证搅拌充分、混合均匀的时间，通常仅需30min~45min)； (3)静置、沉淀步骤(2)所得混合料浆(通常，静置沉淀30min即可)，然后过滤、分离，所得滤液即为低磷硫酸锰溶液。本专利技术通过了在实验室所做的实验验证，验证步骤与上述【具体实施方式】的步骤相同。验证结果见验证表。`验证前后，均采用GB/T1515-2002《锰矿石磷含量的测定磷钥蓝分光光度法》来测定硫酸锰溶液的磷浓度，然后分别计算出磷去除率。(注:在验证表中，“初磷浓度”为由高磷菱锰矿所制成的硫酸锰溶液的初始浓度，“n (Fe/P)”表示硫酸亚铁中铁离子与硫酸锰溶液中磷的摩尔比之比值，“H202: Fe”表示双氧水与硫酸亚铁中铁离子的摩尔比，“残磷浓度(mg/1)"是指各例验证实验结束后的硫酸锰溶液的磷浓度。验证表:【权利要求】1.，其特征在于，该方法有如下步骤: (1)室温条件下，在搅拌槽内装入由高磷菱锰矿所制的硫酸锰溶液，接着加入硫酸亚铁、质量分数为30%的双氧水溶液以组成混合溶液；然后在搅拌状态下进行氧化反应； 其中，所述硫酸锰溶液的磷浓度在2.5~3.2g/l之间，硫酸亚铁中铁离子与所述硫酸锰溶液中磷的摩尔比=1.0~2: 1，双氧水与硫酸亚铁中铁离子的摩尔比=0.5~1.25: I ； (2)在步骤(1)所得混合溶液中加入浓氨水以调节pH值到3~5，然后在室温条件下充分搅拌以得混合料浆； (3)静置、沉淀步骤(2)所`得混合料浆，然后过滤、分离，所得滤液即为低磷硫酸锰溶液。【文档编号】C01G45/10GK103818965SQ201410105085【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日 【专利技术者】谢昭明, 黄国平, 刘作华, 陶长元, 杜军, 范兴, 刘仁龙, 周小霞, 孙大贵, 唐金晶, 孔令峰, 左赵宏, 张兴然, 程亚亚, 李文生, 彭浩, 舒建成 申请人:重庆大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
高磷菱锰矿所制硫酸锰溶液的除磷方法，其特征在于，该方法有如下步骤： （1）室温条件下，在搅拌槽内装入由高磷菱锰矿所制的硫酸锰溶液，接着加入硫酸亚铁、质量分数为30％的双氧水溶液以组成混合溶液；然后在搅拌状态下进行氧化反应；其中，所述硫酸锰溶液的磷浓度在2.5～3.2g/l之间，硫酸亚铁中铁离子与所述硫酸锰溶液中磷的摩尔比＝1.0～2∶1，双氧水与硫酸亚铁中铁离子的摩尔比＝0.5～1.25∶1；（2）在步骤（1）所得混合溶液中加入浓氨水以调节pH值到3～5，然后在室温条件下充分搅拌以得混合料浆；（3）静置、沉淀步骤（2）所得混合料浆，然后过滤、分离，所得滤液即为低磷硫酸锰溶液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢昭明，黄国平，刘作华，陶长元，杜军，范兴，刘仁龙，周小霞，孙大贵，唐金晶，孔令峰，左赵宏，张兴然，程亚亚，李文生，彭浩，舒建成，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85