利用钛白粉生产中的副产品提取软锰矿并生产硫酸锰的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用钛白粉生产中的副产品提取软锰矿并生产硫酸锰的方法，包括磨矿制浆、配制还原液、浸锰反应、除杂处理、浓缩结晶、离心分离、干燥、粉碎筛分和包装工序。本发明专利技术通过特定的原料配比及工艺步骤，在20～45℃的条件下成功的实现了浸锰反应，反应过程不需蒸汽加热，能耗低。在有效实现钛白粉生产厂家废副产品资源综合利用的同时，能够充分利用含量为10～20％的低品位软锰矿，并且锰的提取浸出率大于98％，收率大于85％，具有环保和循环经济发展的双重效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于软锰矿提取加工
，特别涉及一种利用钛白粉生产中的副产品 提取软锰矿的方法。
技术介绍
锰矿以各种化合物形式广泛分布于自然界中，自从十八世纪70年代人们发现软 锰矿以来，人们就采用了各种方法生产金属锰、锰合金及锰的化合物，它们被广泛用于工农 业及军事等领域。我国的锰矿资源多而不富。已累计探明锰矿储量6 4亿吨，居世界第 四位，平均锰品位约为21 %，其中富矿仅占全国总储量的6. 43 %，贫锰矿占93. 6 %。随着多 年的开采，我国锰矿富矿资源锐减，尤其是近年中国锰系产业的迅猛发展，冶金、化学、电子 等行业对锰的需求量逐年增加，加剧了锰矿石的供需矛盾，国内生产的锰矿已远不能满足 要求，使我国一跃成为锰矿石进口大国，2003年进口为286万吨，2004年进口锰矿达到370 万吨。而在我国分布十分广泛的含Mn 25 观％的贫锰矿，目前还未能得到有效的开发应 用。如何经济、有效地开发贫锰矿，已成为目前的重要课题。硫酸锰又称硫酸亚锰(manganese sulfate monohydrate)，是一种非常重要的锰 盐，约80%其他锰盐都是以硫酸锰为基础原料制得的，是生产电解锰、电解二氧化锰、四氧 化三锰等产品的主要原料，也是重要的饲料添加剂和肥料添加剂，并广泛应用于医药、农 药、造纸、陶瓷、印染、催化剂等领域。目前，全球硫酸锰消耗量约为60万吨/年，其中约60% 以上由中国生产。发达国家如英国、日本等，因硫酸锰生产的传统工艺能耗高、污染大，产量 低，主要从发展中国家进口。世界上约80%的硫酸锰是由软锰矿加工制得，传统工艺一般要 求锰矿石中锰质量分数大于。随着矿石资源的开发利用，高含量锰矿石越来越少，而锰 质量分数小于25%的低含量矿石却大量产出，因此，研究环保、经济、低能耗的利用低含量 软锰矿生产硫酸锰的方法显得十分必要。用软锰矿制备硫酸锰的方法主要有以下几种1、煤还原焙烧法该法是将粉碎后的锰矿石和煤按一定比例混合，再在还原焙烧 炉原焙烧成MnO，然后进行酸解、除杂、过滤、结晶、干燥即得成品。该方法工艺成熟，容易掌 握，是传统而实用的工艺。但是，存在着能耗高，污染严重、操作条件差、锰收率低等缺点，已 逐渐被淘汰。2、两矿焙烧法该法是将软锰矿和硫铁矿干燥后分别经粉碎，然后配料混合，在沸 腾炉中500-600°C下高温还原焙烧0. 5-1. 5h，然后用水浸出、压滤、蒸发、结晶、干燥即得成 品。该法同样存在着能耗高、污染严重、操作条件差、锰收率低、渣量大等缺点，也逐步被淘 汰。3、两矿加酸法两矿加酸法是针对上述焙烧工艺的不足提出的方法，具体是将软 锰矿、黄铁矿和硫酸按一定配比混合，以黄铁矿为还原剂，在一定温度下反应生成硫酸锰。 该方法去掉了高温焙烧工序，减小了环境污染，改善了工作环境，降低了能耗，已成为软锰矿浸出的发展方向。为了获得更廉价、效果更好的还原剂，研究人员做了很多尝试。以钛白粉生产过程中的副产品七水硫酸亚铁为还原剂，废硫酸为浸出剂提取软锰 矿，不仅可以保护环境，变废为宝，降低成本，而且克服了焙烧工艺污染严重、操作条件差、 锰收率低的缺点，为低品位软锰矿的利用开辟了新路。李绪福，钛废液直接浸取锰矿粉制硫酸锰，无机盐工业，1993年，公开了用废钛液 中所含硫酸和硫酸亚铁作为原料直接浸取锰矿，硫酸亚铁不足部分添加硫铁矿做补充，浸 取温度为90°C。该方法节省了原料硫酸和部分还原剂的费用，降低了生产成本，但是其浸取 反应温度在90°C下，需消耗大量的蒸汽，能耗仍然很高。姚福琪，利用生产钛白粉的废酸和低品位软锰矿生产硫酸锰，河北化工，1992年第 4期，20-23页，其方法是将软锰矿球磨过180目筛，和废酸、硫酸亚铁加热反应转化，加入铁 屑及(NH4)2SO4除铁，滤液用MnCO3浆调至pH = 5. 4，进一步过滤除杂，然后用MnS除重金属， 用H2SO4调至pH值约为4.5以防水解，浓缩、结晶、烘干得到硫酸锰。此方法的反应温度也 在85-95°C，能耗很高。从以上现有技术可知，如何降低能耗和成本，提高收率，从整体上提高经济效益， 已成为利用钛白粉生产中的副产品提取软锰矿并生产硫酸锰的研究重点。
技术实现思路
有鉴于此，为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供一种能耗低、成本低、操作简 单的利用钛白粉生产中副产品提取软锰矿并生产硫酸锰的方法。本专利技术提供的一种， 包括磨矿制浆、配制还原液、浸锰反应、除杂处理、浓缩结晶、离心分离、干燥、粉碎筛分和包 装工序，所述磨矿制浆是将软锰矿原料磨成粉和钛白粉生产废水以重量比1 0.5-2配 制成浆液；所述配制还原液是以钛白粉生产中的副产品七水硫酸亚铁、废硫酸和废水配制 成硫酸亚铁还原液，其中，硫酸浓度为2-4. 8mol/L，硫酸亚铁浓度为1. 5-2. 35mol/L ；所述 浸锰反应是按锰矿浆和硫酸亚铁还原液重量比为1 2-4配料，先将四分之一的锰矿浆 和四分之一的硫酸亚铁还原液送入反应釜中，加入助剂，搅拌15-40分钟，控制反应温度 20-45°C，然后快速将剩余的锰矿浆以及硫酸亚铁还原液同时送入反应釜继续搅拌反应2-4 小时，得到反应浸出液。本专利技术所说的钛白粉生产是指硫酸法生产钛白粉，所说“钛白粉生产中的副产品 七水硫酸亚铁”，是指钛白粉生产过程中产生的七水硫酸亚铁；所说“钛白粉生产中的废水” 是指钛白生产过程中产生的废水，所述废水中含有2-3%的硫酸；所说“钛白粉生产中的废 硫酸”是指钛白生产过程中产生的废酸，简称钛白废酸，钛白废酸中含有约20%左右的硫 酸。本专利技术通过特定的原料配比及工艺步骤，在20 45°C的条件下成功的实现了浸 锰反应，反应过程不需蒸汽加热，能耗低。进一步，所述助剂为废糖蜜和H2O2i双氧水)混合而成，加入量为所述锰矿原料重 量的 0. 5-5% ο进一步，所述助剂中废糖蜜和H2O2(双氧水)的重量比为1 1-5 1。进一步，所述七水硫酸亚铁、废硫酸和废水按照1 0. 45 1. 05 0 1的重量比例配制。进一步，所述磨矿制浆是由小于100目的锰矿粉制备。进一步，所述搅拌控制速度30-250转/分。进一步，所述软锰矿为锰含量10 20%的低品位软锰矿。本专利技术方法不仅适用于中品位的软锰矿，更可充分利用工艺要求高的含量为 10 20%的低品位软锰矿，生产硫酸锰。进一步，所述除杂处理是将所述反应浸出液通过离心机固液分离，得到硫酸锰浸 出溶液，再将浸出溶液加入碳酸钙粉调节PH值至3-4，加入锰矿粉重量0. 02-0. 3%的硫化 钡沉淀重金属，控制反应时间20-40分钟，然后继续加碳酸钙粉调节pH值至5-6，继续反应 20-40分钟，将反应液过滤除去铁和重金属，最后将过滤液加入净化槽中，开启搅拌，并向槽 中加入锰矿粉重量0. 05-0. 5%的NH4F溶液，充分搅拌20-40分钟后，静置沉降16- 小时 除去沉淀杂质，得到净化硫酸锰溶液。进一步，所述浓缩结晶是将净化硫酸锰溶液投入蒸发器中，在70 100°C温度下 蒸发浓缩结晶。所述离心分离是用离心机将硫酸锰结晶体离心分离出来，母液回收使用。所述干 燥、粉碎筛分和包装工序是指将硫酸锰结晶体在60 10(TC下干燥后，经粉碎、筛分和包 装，得到一水硫酸锰产品。本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种利用钛白粉生产中的副产品提取软锰矿并生产硫酸锰的方法，包括磨矿制浆、配制还原液、浸锰反应、除杂处理、浓缩结晶、离心分离、干燥、粉碎筛分和包装工序，其特征在于：所述磨矿制浆是将软锰矿原料磨成粉和钛白粉生产废水以重量比１∶０．５－２配制成浆液；所述配制还原液是以钛白粉生产中的副产品七水硫酸亚铁、废硫酸和废水配制成硫酸亚铁还原液，其中，硫酸浓度为２－４．８ｍｏｌ／Ｌ，硫酸亚铁浓度为１．５－２．３５ｍｏｌ／Ｌ；所述浸锰反应是按锰矿浆和硫酸亚铁还原液重量比为１∶２－４配料，先将四分之一的锰矿浆和四分之一的硫酸亚铁还原液送入反应釜中，加入助剂，搅拌１５－４０分钟，控制反应温度２０－４５℃，然后快速将剩余的锰矿浆以及硫酸亚铁还原液同时送入反应釜继续搅拌反应２－４小时，得到反应浸出液。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘向雷，甘永乐，
申请(专利权)人：蓝星化工新材料股份有限公司广西分公司，
类型：发明
国别省市：45