锰回收方法技术

本发明专利技术提供一种廉价地从低品位矿物及含锰废弃物中回收锰的方法。在含有3价铁离子的处理液中混合含有锰的被处理物及铁还原细菌，通过所述铁还原细菌将所述3价铁离子还原成2价铁离子，以该2价铁离子为还原剂使锰离子从所述被处理物浸出到所述处理液中，将得到的浸出液进行固液分离，将分离液中所含的锰离子主要形成氧化物而不溶化(固体化)，再将得到的锰氧化物沉淀分离而回收。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从含有锰成分的炼铁厂副产物、低品位矿物、使用过的电池等中回收作为有价金属的锰的技术。
技术介绍
从低品位的粗矿石或精炼钢、或炼铁厂副产物中回收特定的有价金属目前由于成本的原因还存在困难。但是，近年来，由于金属资源的枯竭及交易价格的上升等，需要从这样的物质中回收有价金属。例如，作为有价金属之一的锰在产业界的多个领域中均成为必须的金属，将来，恐怕其需求将超过埋藏量。特别是，在炼铁厂中，由于大量消耗锰作为炼钢原料，因此，在炼铁领域中确保锰源的问题极为严峻。另一方面，在炼铁厂中大量产生的粉尘、矿泥、矿渣等炼铁厂副产物中含有较多的锰。因此，期待通过确立从炼铁厂副产物中回收锰并将其作为炼钢原料再利用的技术来大幅度消除上述问题。在此，作为从矿物中回收有价金属的方法，已知如下的方法:使矿物与酸或碱的处理液接触，溶解矿物中所含有的有价金属并使其浸出到处理液中，通过选择中和浸出到该处理液中的有价金属而回收。另外，在从低品位矿物中回收有价金属的情况下，从成本的角度出发，一般采用使用硫酸等酸从对象矿物中浸出有价金属并进行回收的方法。但是，对于使用硫酸等酸作为处理液从对象矿物中回收有价金属的方法而言，其成本仍然很高，不同情况下投入成本和回收的有价金属的成本不平衡的情况较多，适用事例受限。另外，在使用酸的回收中，存在一部分形态的锰较难浸出、回收率降低这样的问题。另一方面，还已知如下方法:通过使用微生物使有价金属离子从矿物浸出到处理液中，从而回收有价金属。根据该方法，能够使有价金属从矿物浸出到处理液中而无需使用大量的硫酸等，因此，能够从矿物中回收有价金属而不会导致上述问题。另外，如上所述，使用微生物从矿物中浸出金属的方法被称为生物浸出法(生物浸出)，其特征在于，能量消耗更少，对环境的威胁更低。这样一来，认为生物浸出可实现金属浸出率的提高和低成本化，因此，其作为从低品位矿物中浸出有价金属的有效方法而受到关注。例如，在专利文献I中提出了如下技术:使铁还原细菌作用，将3价铁还原成2价铁，使用所述2价铁使由金属氧化物及金属氢氧化物组成的组中包含的金属(钴、镍、锰等)浸出，生成浸出液和残渣，将所述浸出液和残渣分离，回收期望的金属。具体而言，其是将浸出处理培养基、铁还原细菌及金属氧化物或金属氢氧化物放入反应器中进行浸出处理的技术，更具体而言，提出了如下的技术:使用间歇式的搅拌型反应器，一边搅拌培养基使得金属氧化物等不发生沉降，一边调节浸出处理中的最大PH为8.5以下、优选为中性(例如PH7.5以下)，将整体设为优选的特定的pH范围进行金属的浸出。根据该技术，可以通过公知的方法回收浸出液中所含的有价金属(钴、镍)，并将其用于期望的用途。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2007-113116号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，在专利文献I中，关于回收浸出液中所含的有价金属的方法没有具体的记载。因此，根据回收方法的不同，高浓度的含铁溶液用一次就扔掉，担心其不经济。即，在按照专利文献I提出的技术使被处理物(金属氧化物等)中所含的锰浸出的情况下，需要从含有锰离子和铁离子(浸出处理时通过对2价铁进行氧化获得的3价铁、或者还有未被氧化而残存的2价铁)的浸出液中回收锰。作为从含有多种金属离子的浸出液中分离期望的金属的公知方法，有向浸出液中添加药剂等来选择性地沉淀分离金属种的方法。如果要应用该方法对包含锰离子和铁离子的浸出液进行处理，则在大部分情况下，首先，由于易产生不溶性盐的铁离子被沉淀分离，因此，需要使锰离子残留在浸出液中与铁分离后，从浸出液中分离锰。在这样的方法中，锰的回收需要两次的分离工序，存在工序变复杂的问题。另外，若从浸出液中沉淀分离铁离子，则很难对含铁溶液(浸出液)进行再利用。另一方面，在从浸出液中回收有价金属时，也考虑使用电解法、使用离子交换树月旨、螯合树脂等作为吸附材料的吸附法。但是，对于通常的电解法而言，需要在前段添加与铁等形成络合物的物质使铁 可溶于有机溶剂，一般通过称为分液的水/有机溶剂将铁从水层抽出分离至有机溶剂层中，需要将目标的锰残留于水槽中的分离工序，且需要使用大量的有机溶剂。另外，处理工序也增加，而且还要消耗巨大的电量。此外，在吸附法中使用的吸附材料通常较为昂贵，而且还需要吸附分离后的脱离、回收工序。因此，在想要从炼铁厂副产物这样的大量被处理物中回收锰的情况下，若使用电解法及吸附法，则回收费用巨大。另外，在炼铁厂中作为炼钢原料使用的锰中，为了防止向铸钢(銑鋼)混入杂质、特别是碳(C)及磷(P)，要求高纯度的锰。因此，根据所回收的锰的C及P这样的杂质的浓度不同，不能作为炼钢原料使用。如上所述，根据回收的锰的用途，充分降低其杂质含量也是重要的，但在现有技术中，没有对降低回收的锰中所含的杂质的研究。本专利技术就是鉴于上述问题而进行的，其目的在于提供一种，将含有锰的被处理物中所含的锰浸出到浸出液中，然后将浸出的锰浓缩回收，并且可重复使用浸出液，由此,可廉价地从低品位矿物及含锰废弃物、副产物中回收锰。解决问题的方法本专利技术人对沉降分离目标锰的方法进行了深入研究，在含有3价铁的处理液中混合含有锰的被处理物及铁还原细菌，使铁还原细菌作用将3价铁还原成2价铁，利用该2价铁被氧化成3价铁的作用使锰离子从含有锰的被处理物中浸出到处理液中，将浸出了锰离子的浸出液进行固液分离，从固液分离后的分离液中回收锰，此时，使溶解性铁残留于分离液中的状态将目标锰进行沉降分离。其结果，发现通过对分离液实施给定的氧化处理，使分离液中所含的锰离子主要以锰氧化物的形态不溶化，从而能够进行沉淀分离。图1是25°C的水溶液中的锰和铁的氧化还原电位(ORP)及pH的状态图(Eh_pH图)。如图1所示，在Eh-PH图中，锰沉淀的区域和铁沉淀的区域除了在图1中用〇包围的区域之外几乎是一致的，且铁沉淀的区域更宽。因此，若从锰、铁均溶解的(进行了离子化)区域使氧化还原电位(ORP)、pH的状态发生变化，则在几乎所有的区域中，铁优先以氧化物或氢氧化物的形态固体化并沉淀下来。但是认为，唯有在低pH、高ORP的区域(图1中用〇包围的区域)中存在主要是锰形成氧化物而固体化并沉淀的区域。因此，本专利技术人等想到，通过将含有锰离子和3价铁离子的上述分离液的pH和氧化还原电位(ORP)调整为在Eh-pH图中主要以锰形成氧化物而固体化并沉淀的区域(图1中用〇包围的区域)的pH和氧化还原电位(ORP)，可以保持液体中溶解有作为铁还原细菌的基质的铁离子的状态，主要使锰形成氧化物而使其不溶化并沉淀。本专利技术人等进一步研究的结果发现，通过使用酸来降低上述分离液的pH、并使臭氧发挥作用来提高上述分离液的0RP，能够廉价且简便地从含有锰离子和3价铁离子的上述分离液中优先主要使锰形成氧化物而固体化。另外，所述分离液中含有丰富的3价铁离子或者进一步还含有2价铁离子。因此，通过使铁离子残存在分离液中而不将上述分离液中所含的铁离子沉淀分离，可将上述分离液作为用于使锰离子从被处理物中浸出的处理液进行再利用。另外发现，通过使用特定的铁还原细菌将处理液中的3价铁还原成2价铁，能够高速、高效地浸出被处理物中所含的低品位的锰。另外，本专利技术人等对降低最终回收的锰的杂质(碳、磷等)含量的方法进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锰回收方法，该方法具有下述工序：浸出工序，在含有3价铁离子的处理液中混合含有锰的被处理物及铁还原细菌，通过所述铁还原细菌将所述3价铁离子还原成2价铁离子，以该2价铁离子为还原剂使锰离子从所述被处理物浸出到所述处理液中；固液分离工序，将该浸出工序得到的浸出液进行固液分离；不溶化工序，将该固液分离工序后的分离液中所含的锰离子氧化而使其不溶；以及回收工序，将该不溶化工序得到的锰成分沉淀分离而回收。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.29 JP 2011-143704;2012.05.31 JP 2012-12441.一种锰回收方法，该方法具有下述工序: 浸出工序，在含有3价铁离子的处理液中混合含有锰的被处理物及铁还原细菌，通过所述铁还原细菌将所述3价铁离子还原成2价铁离子，以该2价铁离子为还原剂使锰离子从所述被处理物浸出到所述处理液中； 固液分离工序，将该浸出工序得到的浸出液进行固液分离； 不溶化工序，将该固液分离工序后的分离液中所含的锰离子氧化而使其不溶；以及 回收工序，将该不溶化工序得到的锰成分沉淀分离而回收。2.根据权利 要求1所述的锰回收方法，其中， 将从所述分离液回收了锰成分的含有三价铁离子的回收后分离液作为所述浸出工序...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口东洋司，八尾泰子，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：
国别省市：