软锰矿的浸出方法
【专利摘要】本发明介绍的软锰矿的浸出方法是将≤180目软锰矿粉和≤1.5mm核桃壳粉加入耐压、耐硫酸和硝酸腐蚀的反应釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密闭条件下进行搅拌浸出，浸出一段时间后，放出反应废气，再在密闭条件下通入工业纯氧对浸出夜进行氧化。
【专利说明】软锰矿的浸出方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及软锰矿的一种浸出方法。
【背景技术】
[0002]软锰矿是生产金属锰、硫酸锰、二氧化锰、硝酸锰等材料的重要原料。湿法工艺是生产上述材料的主要工艺，该工艺中浸出工序是必不可少的工序。在生产金属锰、硫酸锰、二氧化锰的湿法工艺中，基本上采用硫酸浸出体系。由于软锰矿中的MnO2不溶于硫酸，需要通过还原焙烧将MnO2转化为MnO才能用硫酸浸出，但焙烧的转化率只有85%左右，致使硫酸浸出还原焙烧的软锰矿时，目标金属锰的浸出率不高，造成资源浪费。虽然在浸出体系中加入FeS2等还原剂可用硫酸直接浸出软锰矿，但浸出速度慢，浸出温度高，浸出率较低。开发浸出率高、浸出速度快软锰矿的直接浸出方法具有较大实用价值。
【发明内容】
[0003]针对目前软锰矿浸出的问题，本发明的目的是寻找一种浸出率高、浸出速度快、能耗低的软锰矿直接浸出方法，其特征在于将< 180目软锰矿粉和< 1.5mm的核桃壳粉加入耐压、耐硫酸和硝酸腐蚀的反应釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密闭条件下进行搅拌浸出。浸出一段时间后，放出反应废气，再在密闭条件下通入工业纯氧对浸出夜进行氧化。氧化结束后，放出反应釜内的浆料进行固液分离，得到所需浸出溶液。用于浸出的混合溶液中硫酸的初始浓度为lmol/L~4mol/L,硝酸的初始浓度为2g/L~10g/L。硫酸的加入量为将软锰矿中全部锰浸出的理论量的103%~110%。核桃壳粉的加入量以干基计为软锰矿中MnO2质量的100%~130%。整个浸出过程的温度为40°C~70°C，搅拌速度为50r/min~130 r/min。浸出时`间为Ih~2h。通入O2的氧化时间为0.5h~lh,相对压力为
0.1MPa ~0.2MPa。
[0004]本发明的目的是这样实现的:在密闭并有核桃壳粉和硝酸存在的条件下，硫酸浸出软锰矿主要发生如下化学反应:
nC6H1005 + nH2S04 =n (C5H11O5) HSO4
n (C5H11O5) HSO4 + nH20 = nC6H1206 + nH2S04
C6H12O6 + 8HN03 = 8N0 + 6C02 + IOH2O
nC6H1005 + 8nHN03 = 8nN0 + 6nC02 + 9nH20
3Mn02 + 2N0 + 3H2S04 = 3MnS04 + 2HN03 + 2H20
3Fe203 + 2N0 + 6H2S04 = 6FeS04 + 2HN03 + 5H20
总反应为:
12nMn02 + nC6H1005 + 12nH2S04 = 12nMnS04 + 6nC02 + 17nH2012nFe203 + nC6H1005 + 24nH2S04 = 24nFeS04 + 6nC02 + 29nH20核桃壳粉中的其它有机物也与硝酸反应生成N0、C02和H2O,生成的NO与MnO2 (或Fe2O3)和H2SO4按前述反应生成MnSO4 (或FeSO4)、HNO3和H2O。[0005]在氧化阶段，主要发生Fe2+的氧化反应:
4FeS04 + O2 + 2H2S04 = 2Fe2 (SO4)3 + 2H20
Fe2 (SO4) 3 + 3H20 = Fe2O3 + 3H2S04
由于硝酸与核桃壳粉的反应速度很快，产生的NO与MnO2的反应也较快，由此加快整个浸出过程，并实现MnO2较完全浸出。只要控制好硫酸的加入量，就可以减少Fe进入浸出液的量。然而，硫酸加入量太少，将影响浸出速度和Mn的浸出率，所以为了保证Mn的浸出率，Fe浸出是不可避免的。通过O2氧化将Fe2+氧化成Fe3+，进而发生水解反应，除去部分Fe。未除尽的Fe在后续除Fe过程中不需要进一步氧化。
[0006]本发明的突出优点是:经过上述一系列反应，最终使软锰矿中的Mn基本上完全浸出，提高了 Mn的浸出率，减少资源浪费，也不给后续溶液净化带来困难；整个浸出过程是放热反应，反应温度不高，能源消耗低；由于硝酸很容易与核桃壳粉反应，产生的NO又很容易与MnO2反应，所以浸出过程速度快。由于在浸出过程中已将Fe2+氧化从Fe3+，可以简化浸出液的后续净化过程。过程在密闭条件下进行，避免了 NO逸出产生的环境污染。
[0007]具体实施方法
实施例1:将1000g软锰矿粉(含锰55.5%、Fe2036.7%、粒径180目)和核桃壳粉(1.5mm)880g加入容积为IOL的衬钛压力反应釜中，加入浓度为lmol/L的硫酸溶液6600ml，混合溶液的初始硝酸浓度为2g/L，于40°C~50°C下密闭搅拌(搅拌速度70r/min)浸出2h。然后通入O2 (相对压力为0.1MPa)氧化0.5h。根据洗净后的浸出渣的化验分析结果，锰的浸出率为98.1%。
[0008]实施例2:将IOkg软锰矿粉(含锰55.5%、Fe2036.7%、粒径180目)和核桃壳粉(1.5mm)10.5kg加入容积为50L的衬钛压力反应釜中，加入浓度为3mol/L的硫酸溶液23L，混合溶液的初始硝酸浓度为8g/L，于60°C~70°C下密闭搅拌(搅拌速度60r/min)浸出lh。然后通入O2 (相对压力为0.15MPa)氧化lh。根据洗净后的浸出渣的化验分析结果，锰的浸出率为99.1%。
【权利要求】
1.一种软锰矿的浸出方法，其特征是将≤180目软锰矿粉和≤1.5mm的核桃壳粉加入耐压、耐硫酸和硝酸腐蚀的反应釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密闭条件下进行搅拌浸出，浸出一段时间后，放出反应废气，再在密闭条件下通入工业纯氧对浸出夜进行氧化，氧化结束后，放出反应釜内的浆料进行固液分离，得到所需浸出溶液，用于浸出的混合溶液中硫酸的初始浓度为lmol/L~4mol/L,硝酸的初始浓度为2g/L~10g/L,硫酸的加入量为将软锰矿中全部锰浸出的理论量的103%~110%，核桃壳粉的加入量以干基计为软锰矿中MnO2质量的100%~130%，整个浸出过程的温度为40°C~70°C，搅拌速度为50r/min~130 r/min,浸出时间为Ih~2h,通入O2的氧化时间为0.5h~Ih,相对压力为.0.1MPa ~0.2MPa。
【文档编号】C22B3/06GK103757229SQ201310736458
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月29日 优先权日:2013年12月29日
【发明者】龙炳清, 秦丹, 曹攀 申请人:四川师范大学