[发明专利]铁屑还原浸出软锰矿制备高纯硫酸锰和高纯碳酸锰的方法

权利要求书

1.一种铁屑还原浸出软锰矿制备高纯硫酸锰和高纯碳酸锰的方法，其特征在于包括如下顺序的步骤：

（1）铁屑还原软锰矿制备硫酸锰初滤液：

将软锰矿、浓硫酸、去离子水在反应釜中混合均匀后加入铁屑，在始温30～60℃下机械搅拌浸出反应0.5～1h，反应釜的温度升高到70～100℃继续浸出反应0.5～1.5h，使软锰矿中的锰完全浸出，加入中和剂调节溶液的PH值到5～6使溶液中的三价铁水解成氢氧化铁沉淀，经过滤得到硫酸锰初滤液与滤渣；

（2）硫酸锰初滤液的除杂净化：

在上一步所得的硫酸锰初滤液中加入硫化剂，使初滤液中Ni²⁺等重金属离子杂质生成硫化物沉淀除去，并用0.5%的丁二酮肟定性检测Ni²⁺等重金属离子的含量是否达到溶液的质量要求，加入硫化剂的反应时间为0.5～1h；随后加入氟化剂使溶液中的钙、镁等离子生成难溶的氟化物沉淀析出，加入氟化剂的反应时间为0.5～1h；最后将初滤液静置24～48h使溶液中的杂质完全沉淀，过滤后得到高纯硫酸锰溶液；

（3）制备高纯硫酸锰或碳酸锰：

高纯硫酸锰的制备：将步骤（2）所得的高纯硫酸锰溶液通过加热浓缩、结晶、离心脱水、热气流干燥而得到高纯硫酸锰；

高纯碳酸锰的制备：在步骤（2）所得的高纯硫酸锰溶液中加入沉淀剂碳酸氢铵，并使溶液中的锰离子与碳酸根离子的摩尔比为1:(1.1～1.2)，在搅拌条件下生成碳酸锰沉淀，加入沉淀剂后继续反应0.5～1h，过滤，滤液用于回收硫酸铵，碳酸锰沉淀用纯水反复洗涤以除去SO₄^2-，直至用BaCl₂溶液检测碳酸锰沉淀中没有SO₄^2-为止，再将碳酸锰沉淀在70～80℃下烘干2～3h而得到高纯碳酸锰；

（4）硫酸铵和聚合硫酸铁的回收：

硫酸铵的回收：在步骤（3）中的制备高纯碳酸锰的反应结束后，将含硫酸铵的滤液通过蒸发浓缩、结晶、过滤、干燥而制备得到硫酸铵产品；

聚合硫酸铁的回收：将步骤（1）中所得的滤渣用稀硫酸溶解，稀硫酸的初始浓度为0.5～3.5mol/L，在50～90℃温度下反应30min以上，过滤，在滤液中加入氟化剂使溶液中的钙等离子沉淀，并静置24~48h，过滤除去沉淀物，滤液经过减压蒸馏而得到合格的聚合硫酸铁产品。

2.根据权利要求1所述的铁屑还原浸出软锰矿制备高纯硫酸锰和高纯碳酸锰的方法，其特征在于：步骤（1）中，硫酸的浓度为1.0～2.0mol/L，硫酸与软锰矿中二氧化锰的摩尔比为(1.0～3.0) :1，铁屑与软锰矿中二氧化锰的摩尔比为(0.5～1.5):1，反应物料的液固质量比为(3.0～10.0) :1。

3.根据权利要求1所述的铁屑还原浸出软锰矿制备高纯硫酸锰和高纯碳酸锰的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述中和剂采用碳酸钙。

4.根据权利要求1所述的铁屑还原浸出软锰矿制备高纯硫酸锰和高纯碳酸锰的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述硫化剂采用二甲基二硫代氨基甲酸钠或硫化钡或两者的混合物。

5.根据权利要求1所述的铁屑还原浸出软锰矿制备高纯硫酸锰和高纯碳酸锰的方法，其特征在于：步骤（2）和步骤（4）中，所述氟化剂采用二氟化锰或氟化铵或两者的混合物。

6.根据权利要求1所述的铁屑还原浸出软锰矿制备高纯硫酸锰和高纯碳酸锰的方法，其特征在于：步骤（4）所述聚合硫酸铁的回收中，总硫酸根与总铁的摩尔比为（1.15～1.45）:1。