[其他]硬锰矿石制备电活性二氧化锰粉的方法及装置

说明书

硬锰矿石制备电活性二氧化锰粉的方法及装置，第一种方法是将大块的硬锰矿石粗碎成小块物料，然后进行氧化处理、筛分、分选、强磁富集、干燥、磨碎、检验分级制成各种品级的电池锰粉。第二种方法与第一种基本相同，只是将氧化处理改在另一设施中使氧化与热分解同时进行。本发明不使用任何选矿药剂和酸、碱、盐类。第一种方法适于缺乏足够热源的乡镇企业使用；第二种方法适于热源充足的大、中型工矿企业使用。

本发明涉及将硬锰矿石直接转换成电活性二氧化锰粉的方法及装置，现有的电活性二氧化锰粉，普遍采用富含二氧化锰的天然软锰矿石为原料，通过破碎、水洗、球磨、晒干等工序制取。其方法虽简便，且易于操作，但所制取的电活性二氧化锰粉仍含有较多的金属矿物杂质、非金属矿物杂质、脉石和挥发物。它受原矿品位的限制，无法制取更高品位的产品。此外，天然软锰矿（特别是高品位的软锰矿）资源目前在许多国家和地区已日渐枯竭，而天然硬锰矿资源却极其丰富。但硬锰矿石不富含二氧化锰，它是锰的多种键价的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、矽酸盐以及各种杂质的混合体，且杂质种类多、数量大。

本发明的目的是要提供两种硬锰矿石直接转换成电活性二氧化锰粉的方法及一种分选装置，並克服因原矿品位不高而不能制作高质量产品的弊端，可基本上按需要生产产品。

本发明提出的第一种方法的基本依据是：硬锰矿石中锰的低价氧化物和氢氧化物在较好的氧化气氛和潮湿环境中可以比较迅速地被氧化、裂解和自行细化，而锰的碳酸盐、硅酸盐以及金属矿物杂质和脉石，在上述条件下大都不会迅速地被氧化、裂解和自行细化，其杂质中的挥发物和某些非金属杂质在一定温度下可以溶于水。

为将硬锰矿石制备成电活性二氧化锰粉，本发明提出的第一种方法的工艺流程如图1所示。

本发法包括以下八道工序，即破碎、氧化处理、筛分、分选、强磁富集、干燥、磨碎、检验分级。

破碎时，将大块物料碎成小块，其块度以直径10厘米左右为宜。进行氧化处理时，将粗碎后的物料单层摊放在采光及通风条件较好的光滑、平整、坚实、洁净的地面（或台面）上，使其在空气、阳光下自然氧化，並经常喷洒少量清水，使物料保持湿润，但不得使物料浸泡在水中。为加速物料的氧化、裂解和自行细化，还须经常用铝质钉耙往返翻动物料，但不得敲击物料。

进行筛分时，将已经氧化、裂解並自行细化了的物料用36目筛网进行筛分。筛上物重复上述氧化工序，筛下物转入下步分选工序。

分选工序的流程见图2和图3（即分选装置结构图）。物料进行分选时，将图3所示的六个闸阀〔1〕关闭。然后分批定量将前述筛下物投入分选槽〔4〕。开启进水阀〔7〕，向槽内缓慢供水。在向分选槽〔4〕投料时，一次投入量不得超出槽深的一半。用铝质钉耙不断扰动槽液。由于硬锰矿石中含有较多的有机质，此时槽液实际上已变成一种粘度和表面张力较大的胶体溶液。粒度较细（-60目）的物料，经扰动逐步浮起。开启闸阀〔11〕，使上浮的物料随水溢入分流池〔6〕，然后向池底和内侧的蒸汽管道通入蒸汽，加热料液。待整个池面沸腾后，停止加热。开启闸阀〔1〕，使料液经直槽〔12〕流入沉降池〔5〕，然后再开启进水阀〔10〕，使清水经进水管〔9〕从沉降池底部喷入，搅动物料，加速可溶性杂质的溶解。沉降池的水液经滤水隔墙〔2〕渗入积水井〔3〕。在分选过程中，用泵连续抽去积水井〔3〕中的液体，並定时测试井液的PH值。当PH值大于5.5时，关闭进水阀〔10〕，抽干积水井〔3〕中的液体。观察滤水隔墙无渗水现象时，掏取沉降池〔5〕中的泥样物料，投入下道强磁富集工序。

在以上水力分选的操作中，当分选槽〔4〕内剩余的物料用手指搓碾有明显的、普遍的粗粒感，物料粒度达+60目时，关闭进水阀〔7〕，掏出槽内剩余料，重新投料。此剩余料主含碳酸锰，通过强磁选技术即可富集出具有工业使用价值的碳酸锰粗粉。经化验合格后再经球磨（否则再返回磁选），即可制出合格产品。

前述从沉降池〔5〕掏出的泥样物料主含二氧化锰。将此物科技入强磁选机进行磁选。磁选机采用现行的湿式筒形强磁选机，磁场强度控制在1×10⁴奥斯特左右。物料经强磁选去除了绝大部份杂质（主要是泥质脉石杂质），大大提高了物料中二氧化锰的含量，将经磁选所得精料投入下道干燥工序。