一种由软锰矿制备硫酸锰的方法技术

本发明专利技术涉及一种由软锰矿制备硫酸锰的方法，其包括将原料软锰矿和硫铁矿研磨成粉末并按15:4的比例混合后加水制成原料浆，原料浆中加入适量硫酸并在一定温度下搅拌，加热升温至95℃左右，保温3～6h，反应生成硫酸锰溶液，除杂后得到硫酸锰净化液1，向硫酸锰净化液1中滴加2mol/L的NH4HCO3，同时不断搅拌在25℃温度下反应，将硫酸锰转变成碳酸锰，离心、洗涤、过滤，得到碳酸锰沉淀，碳酸锰沉淀洗涤后滴加1mol/L的硫酸并搅拌得到硫酸锰净化液2，最后浓缩结晶、过滤、洗涤、烘干、称重得到高纯度的硫酸锰粉红色产品。本发明专利技术中原料软锰矿和硫铁矿来源广、价格低、操作流程简单，满足工业化生产，且在工业上对低品位软锰矿可直接利用与开发，带来了显著的经济效益。带来了显著的经济效益。带来了显著的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种由软锰矿制备硫酸锰的方法


[0001]本专利技术涉及硫酸锰领域，具体说是一种由软锰矿制备硫酸锰的方法。

技术介绍

[0002]近几年来，随着我国锰冶金及锰化工的飞速发展，对锰矿的需求量越来越大，高品位的锰矿日渐减少，锰矿的出厂价近年也在不断攀升，给锰冶金及锰化工行业的生产成本控制提出了严峻挑战。我国的锰矿储量十分有限，而大部分是低品位的。低品位的菱锰矿已在电解锰及电解二氧化锰中得到广泛利用，低品位的软锰矿一直无法直接利用。所以研发适合我国软锰矿选别的新工艺、新技术，并加大对复杂难选的软锰矿石的利用与开发具有十分重要的意义。
[0003]由于软锰矿经常与含铁矿物混合，其中铁、锰矿物的嵌布粒度较细，存在明显的铁锰类质同象现象，很难对矿石进行单体解离，所以该类矿物的利用难度比较大。目前，软锰矿矿的处理方法主要有重选、磁选、浮选、化学选矿法、焙烧和火法富集以及联合流程法等。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供一种采用两矿加酸法浸出低品位软锰矿制硫酸锰，节约能源和成本的由软锰矿制备硫酸锰的方法。
[0005]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种由软锰矿制备硫酸锰的方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一，将原料软锰矿和硫铁矿研磨成粉末；
[0007]步骤二，将所述步骤一中的软锰矿粉和硫铁矿粉按15:4的比例混合后，加水制成原料浆；
[0008]步骤三，向所述步骤二制得的原料浆中缓慢加入适量硫酸，在一定温度下缓慢搅拌，加热升温至95℃左右，保温3～6h，使物料充分进行氧化还原反应，最终生成硫酸锰溶液；
[0009]步骤四，将所述硫酸锰溶液除杂，具体为采用碳酸锰溶液调整pH至5.0，用于沉淀Fe
3+
、Al
3+
，再用硫化钡沉降重金属至用饱和硫化钠溶液检测无黑色，最后得到硫酸锰净化液1；
[0010]步骤五，向所述硫酸锰净化液1中滴加2mol/L的NH4HCO3，同时不断搅拌溶液使其充分反应，反应温度为25℃，将硫酸锰转变成碳酸锰，离心、洗涤、过滤，得到碳酸锰沉淀，由于MnCO3的溶度积很小(Ksp[MnCO3]＝2.2
×
10
‑
11
)利用分布沉淀的原理，可将其与其它杂质离子分离；
[0011]步骤六，向所述步骤五得到的碳酸锰沉淀用水洗涤至满足洗涤要求，再滴加1mol/L的硫酸，同时不断搅拌溶液直至碳酸锰沉淀完全溶解得到硫酸锰净化液2；
[0012]步骤七，将所述步骤六得到的硫酸锰净化液2用旋转蒸发仪结晶，结晶至母液少量，也就是当析出的固体即将没过母液时，结束结晶过程，然后过滤得到硫酸锰固体；
[0013]步骤八，将所述步骤七得到的硫酸锰固体用水洗涤三次，烘干，称重，得到高纯度的硫酸锰产品。
[0014]作为优选，所述步骤一中软锰矿的主要成分为MnO2，硫铁矿的主要成分为FeS2，研磨的产品粉末粒径均控制在0.15mm左右。
[0015]作为优选，所述步骤三中的硫酸为稀释后的硫酸，以免将其原料脱水氧化，加入硫酸之后再添加一定量的水，确保反应物料的固液比为1∶5。
[0016]作为优选，所述步骤四中沉降的重金属包括Cu
2+
、Pb
2+
、Cd
2+
。
[0017]作为优选，所述步骤七中旋转蒸发仪结晶时的油浴温度为120℃。
[0018]作为优选，所述步骤八中烘干温度为80℃。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]1、本专利技术采用两矿法浸出低品位软锰矿制高纯度的硫酸锰，工艺先进、技术可行、流程简单、便于操作，满足工业化生产；
[0021]2、本专利技术采用的原料均为来源广、价格低的工业品，对工业装置设计有较强的实际指导意义，且大大加强了工业上对低品位软锰矿的直接利用与开发，具有较好的社会效益；
[0022]3、本专利技术克服了软锰矿传统法生产中原料要求高、能耗高、劳动强度大、成本高和环境差的缺点，节约能源，降低了成本，有显著的经济效益。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的流程示意图；
[0024]图2为硫酸锰在不同温度下的溶解度曲线示意图。
具体实施方式
[0025]下面将结合图1和图2详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。
[0026]一种由软锰矿制备硫酸锰的方法，包括如下步骤：
[0027]步骤一，将原料软锰矿和硫铁矿研磨成粉末，软锰矿的主要成分为MnO2，硫铁矿的主要成分为FeS2，研磨的产品粉末粒径均控制在0.15mm左右；
[0028]步骤二，将步骤一中的软锰矿粉和硫铁矿粉按15:4的比例混合后，加水制成原料浆；
[0029]步骤三，向步骤二制得的原料浆中缓慢加入适量硫酸，这里的硫酸应先进行稀释，以免将其原料脱水氧化，加入硫酸后再添加一定量的水，控制反应物料的固液比为1:5,在一定温度下缓慢搅拌，加热升温至95℃左右，保温3～6h，使物料充分进行氧化还原反应，最终生成硫酸锰溶液；
[0030]步骤四，将硫酸锰溶液除杂，具体为采用碳酸锰溶液调整pH至5.0，用于沉淀Fe
3+
、Al
3+
，再用硫化钡沉降重金属至用饱和硫化钠溶液检测无黑色，沉降的重金属包括Cu
2+
、Pb
2+
、Cd
2+
等，最后得到硫酸锰净化液1；
[0031]步骤五，向硫酸锰净化液1中逐滴加入2mol/L的NH4HCO3，同时不断搅拌溶液使其充分反应，反应温度为25℃，将硫酸锰转变成碳酸锰，由于MnCO3的溶度积很小(Ksp[MnCO3]＝
2.2
×
10
‑
11
)利用分布沉淀的原理，可将其与其他杂质离子分离，从而离心、洗涤、过滤，得到碳酸锰沉淀；
[0032]步骤六，向所述步骤五得到的碳酸锰沉淀用水洗涤至满足洗涤要求，且在碳酸锰沉淀中保留少量水，防止后续加入的硫酸将碳酸锰氧化脱水变黑，再逐滴加入1mol/L的硫酸时不断搅拌溶液直至碳酸锰沉淀完全溶解得到硫酸锰净化液2；
[0033]步骤七，将步骤六得到的硫酸锰净化液2用旋转蒸发仪结晶，结晶时旋转蒸发仪的油浴温度设为120℃，根据硫酸锰的溶解度在20℃时会发生反转，即在0～20℃时，随着温度的升高，硫酸锰的溶解度会增加，在20～120℃时随着温度的升高，硫酸锰的溶解度会减小，所以利用硫酸锰溶解度随温度变化的特殊性，可进一步通过控制结晶的温度，将其与其他杂质离子分离，且旋转蒸发仪结晶时需控制所剩母液的量，若母液全部蒸干，则其他残余的杂质离子也会析出，若母液剩余太多，则会过多损失产品，所以当析出的固体即将没过母液时，也就是结晶至母液少量时则结束结晶过程，然后过滤得到硫酸锰固体；
[0034]步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由软锰矿制备硫酸锰的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将原料软锰矿和硫铁矿研磨成粉末；步骤二，将所述步骤一中的软锰矿粉和硫铁矿粉按15:4的比例混合后，加水制成原料浆；步骤三，向所述步骤二制得的原料浆中缓慢加入适量硫酸，在一定温度下缓慢搅拌，加热升温至95℃左右，保温3～6h，使物料充分进行氧化还原反应，最终生成硫酸锰溶液；步骤四，将所述硫酸锰溶液除杂，具体为采用碳酸锰溶液调整pH至5.0，用于沉淀Fe
3+
、Al
3+
，再用硫化钡沉降重金属至用饱和硫化钠溶液检测无黑色，最后得到硫酸锰净化液1；步骤五，向所述硫酸锰净化液1中滴加2mol/L的NH4HCO3，同时不断搅拌溶液使其充分反应，反应温度为25℃，将硫酸锰转变成碳酸锰，离心、洗涤、过滤，得到碳酸锰沉淀；步骤六，向所述步骤五得到的碳酸锰沉淀用水洗涤至满足洗涤要求，再滴加1mol/L的硫酸，同时不断搅拌溶液直至碳酸锰沉淀完全溶解得到硫酸锰净化液2；步骤七，将所述步骤六得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫红兵，徐海峰，马文培，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：