[发明专利]一种浸出氧化锰的方法

说明书

技术领域

本发明所属的技术领域是湿法冶金工艺过程，主要涉及一种浸出氧化锰的方法，及所采用的含锰商陆还原剂的应用。

背景技术

锰作为一种重要的资源，在国民经济特别是钢铁工业中具有不可替代的重要地位。目前，我国绝大部分电解锰工业以低品位的碳酸锰矿石为原料，随着碳酸锰矿石资源的枯竭和品位的降低，电解锰行业的资源紧缺和环境污染问题日益突出。氧化锰矿石资源占世界锰资源储量的80%左右，其品位一般高于碳酸锰矿石，是碳酸锰矿石的良好替代原料。氧化锰矿石不能直接与硫酸反应，需要还原后才能用硫酸溶液浸出，因此，寻找氧化锰矿石的高效、低成本还原技术是氧化锰矿生产电解锰的关键。

植物中含有纤维素、半纤维素、木质素等还原性成分，部分工业植物废弃物中还含有糖类、酒精、甲醛等，对氧化锰具有良好的还原作用。植物还原剂来源广泛，容易再生，植物还原剂及其还原后的残渣无毒无害，植物还原浸出技术与已有的二氧化硫还原、两矿法还原等还原浸出技术相比，具有明显的技术优势。专利CN1884099公开了一种废糖蜜-硫酸还原浸出锰矿制备硫酸锰的方法，利用工业糖蜜酒精废液作还原剂，在40~100℃下搅拌浸出，锰的浸出率为93%。专利CN101886168公开了一种半氧化锰矿浸出工艺，利用工业废弃物木薯酒精废液作还原剂，在70~98℃温度下搅拌反应1~6小时锰浸出率约为90%。Hariprasad研究了在硫酸溶液中碎木屑还原浸出氧化锰矿过程，90℃下锰矿、木屑比2:1，硫酸体积浓度5%，矿浆浓度10%，浸出时间8h，锰的浸出率在98%以上（D.Hariprasad,B.Dash,M.K.Ghosh,S.Anand.Leaching of manganese oresusing sawdust as a reductant,Minerals Engineering,2007,20(14):1293-1295）。

但如何研究发现，更为廉价，来源更为广泛的浸锰植物，对氧化锰资源的高效清洁利用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种经济高效的氧化锰湿法还原浸出方法，所采用的还原剂来源广泛，该方法还具有适应性强，所需反应条件温和，锰浸出率高的效果。

本发明更进一步的目的在于，提供的还原剂本身还可吸收土壤中的锰，并也可浸出到浸出液中，进一步回收锰。

本发明的技术方案是：以商陆作为还原剂，在硫酸水溶液介质中还原浸出氧化锰原料。

本发明的方法中，所述的氧化锰矿原料包括软锰矿、硬锰矿、黑锰矿、褐锰矿、大洋多金属锰结核、废氧化锰催化剂等以二氧化锰、三氧化二锰、四氧化三锰为主要有价成分的锰矿石或二次资源。

本发明的方法中，所述的商陆包括商陆的茎、叶或根，尤其优选的是茎或叶；商陆采集后可直接使用，也可干燥后使用。

本发明的方法中，商陆的干基用量为氧化锰矿石质量的5%~50%，硫酸水溶液浓度为0.5~3mol/L，浸出温度60~100℃，矿浆液固质量比为3:1~10:1，浸出时间1~10小时。

本发明的反应在常压下进行即可。

本发明的具体的制备步骤为：

（1）将氧化锰矿原料粉碎，粒度为-50目或更细；

（2）将水、氧化锰矿原料、硫酸和商陆依次加入到反应器中，控制矿浆中，液固质量比为3:1~10:1，硫酸水溶液浓度为0.5~3mol/L，商陆干基用量为氧化锰矿原料质量的5%~50%，调制成浆；

（3）在60~100℃下搅拌反应1~10小时；

（4）过滤分离得到浸出渣和硫酸锰浸出液；

（5）浸出渣包含商陆浸出残渣和锰渣，经水洗后作为商陆种植的肥料使用，洗水返回浸出工序补加入浸出液中。

本发明更进一步的目的是通过将商陆选定在是生长于含锰土壤的商陆来实现。

本发明方法中使用还原剂商陆，是多年生草本植物，采摘其茎、叶后，仍然可以继续从根部发芽生长，再生性能好。本发明的方法还具有原料来源广、适应性强、反应条件温和、锰浸出率高等特点。

本发明所选用的还原剂商陆，与其它植物还原剂相比，商陆对土壤中的锰具有超强的富集作用。通过商陆吸附土壤中的锰，并在还原浸出过程进一步回收其吸附的锰。