[发明专利]一种生产锰酸钾的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产锰酸钾的方法及设备，本发明用含氧气体对富硅锰矿粉和氢氧化钾溶液的混合料进行气、液并流氧化处理，采用三相环流式鼓泡反应器以间歇方式生产锰酸钾。

技术背景

中国专利92108224.X公开了一种生产锰酸钾的方法，包括在高温下用含氧气体对锰矿粉和氢氧化钾溶液的混合料进行连续氧化，所说的含氧气体是预热到200-220℃温度的压缩空气，所说的锰矿粉和氢氧化钾溶液的混合料是将锰矿粉与47-49％(重)氢氧化钾溶液，以0.6-1.2∶1的重量比混配后预热到140-180℃温度，加入2-6％(重)Mn⁺⁶氧化引发剂，再与预热到225℃的47-49％(重)氢氧化钾溶液混合而成，锰碱比为1∶12-30，所说的连续氧化是在一个“多层流化床连续氧化反应塔”中，从塔顶引入锰矿粉和氢氧化钾溶液的混合料，从塔底引入含氧气体，在0.1-0.5MPa压力，194-260℃温度条件下逆流接触反应，连续生产锰酸钾粗产物。它具有生产连续化、能耗物耗低、MnO₂转化率高、环境污染小和产品质量高等优点。但是，该方法仅适于高品位锰矿资源，对于锰含量较低的情况不适用。

我国锰矿资源丰富，约占世界总储量的6％，按储量排队是：广西34.9％贵州15％，湖南14％，辽宁11％，云南7.7％，四川7.6％还有山西等省。

上述地区仅云南健水锰矿的SiO₂含量最低，仅3.81％，活性最好，206℃即开始生成锰酸钾，为优质锰矿，但只占我国总储量的7.7％。广西，贵州，湖南占我国总储量的63.9％，也就是说我国大部份锰矿的特点是含SiO₂≥12％的富硅锰矿。

富硅锰矿在反应器中，产生与主反应平行的副反应：

nSiO₂+2KOH＝K₂O·nSiO₂+H₂O

也就是杂质SiO₂与KOH反应生成可溶性硅酸钾，它可分为原硅酸钾，偏硅酸钾，多硅酸钾，分子通式为K₂O·nSiO₂，它是常用的粘接剂(又叫水玻璃)，粘性极大，包裹反应物料，减少三相反应接触面积，妨碍锰酸钾生成；并消耗钾碱。尽管高锰酸钾流程都有苛化工序，它处理碳酸钾及碳酸氢钾从其回收钾碱是成功的，但现代科技证明：传统的苛化工序，即常压，温度80-100℃，加石灰乳搅拌的办法，用来处理可溶性硅酸钾从其回收钾碱是困难的，是没有工业价值的。此外可溶性硅酸钾约有3/4将继续转变为枸溶性钾(钾长石类矿物)，而进入锰渣中，现有工业手段还不能回收其所含有的钾碱，因而枸溶性钾多(不溶解)，就是碱耗高。从遵义化工厂历年生产统计得出，同样用二级锰粉，云南健水锰矿粉生成锰酸钾在65％以上，用贵州遵义或湖南郴州锰矿粉生成锰酸钾只能在60％左右，而广西柳州锰粉生成锰酸钾只能在50-55％左右；含硅量高不仅影响MnO₂的转化率，还增加了氢氧化钾的消耗，从渣中无法回收的枸溶性钾来看，云南健水锰粉只有3％左右，广西柳州及湖南郴州锰粉却在10％以上，富硅低品位锰矿粉尽管价格便宜得多，但因其碱耗高，转化率低，生产高锰酸钾仍是得不偿失。

高锰酸钾生产使用的锰矿粉，历来都规定SiO₂≤5％，且MnO₂的丰度为≥75％，只能是GB3713-83“化工用二氧化锰矿粉技术条件”中的特级品或一级品软锰矿MnO₂。这种矿源不仅价格特贵而且难得买到。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产锰酸钾的方法，该方法采用三相环流式鼓泡反应器以间歇方式生产锰酸钾，使用含氧气体对富硅低品位锰矿粉和氢氧化钾溶液的混合料进行气、液并流氧化处理，锰粉氧化的同时，伴随有硅酸钙动态水热反应，降低了碱的消耗，充分利用天然资源及富硅锰矿资源。

本发明的目的是由下述技术方案实现的：一种生产锰酸钾的方法，包括在高温下用含氧气体对富硅锰矿粉和氢氧化钾溶液的混合料进行气液并流氧化处理，

A、将浓度为60％-79％的氢氧化钾溶液加热到230℃-260℃，通过物料泵将所述氢氧化钾溶液输送到三相环流式鼓泡反应器中；

B、将所述富硅锰矿粉经硅钙配料校正，然后加入到浓度为5％-18％的氢氧化钾溶液中调配成锰浆，然后预热到80℃-90℃，通过物料泵将所述锰浆输送到三相环流式鼓泡反应器中；所述富硅锰矿粉与所述氢氧化钾溶液的重量比是1∶2-4；