[发明专利]硝酸锰溶液的制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及利用软锰矿制备硝酸锰溶液的一种方法。

背景技术

硝酸锰是制备化学二氧化锰的原料。制备硝酸锰溶液是获得硝酸锰的主要途径。利用软锰矿制备硝酸锰溶液需要通过还原焙烧将MnO₂转化为MnO才能用硝酸浸出，但焙烧的转化率只有85%左右，致使利用软锰矿制备硝酸锰溶液时，目标金属锰的浸出率不高，造成资源浪费。开发浸出率高、浸出速度快的软锰矿的直接制备硝酸锰溶液的方法具有较大实用价值。

发明内容

针对利用软锰矿制备硝酸锰溶液的问题，本发明的目的是寻找一种浸出率高、浸出速度快浸出速度快的软锰矿的直接制备硝酸锰溶液的方法，其特征在于将≤180目软锰矿粉和≤1.5mm的竹屑加入耐压、和硝酸腐蚀的反应釜中，加入硝酸和硝酸锰的混合溶液，并在密闭条件下进行搅拌浸出。浸出一段时间后，放出反应釜内的浆料进行固液分离，得到所需硝酸锰溶液。得到的硝酸锰溶液部分用于后续加工硝酸锰，部分与硝酸和浸出渣洗涤水一道配制用于软锰矿浸出的混合溶液。用于浸出的混合溶液中硝酸的初始浓度为30g/L～50g/L，硝酸锰的初始浓度为150g/L～400g/L。硝酸的加入量为将软锰矿中全部锰浸出的理论量的101%～105%。竹屑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℃～70℃，搅拌速度为50 r/min～130 r/min。浸出时间为1h～2h。

   本发明的目的是这样实现的：在密闭并有竹屑存在的条件下，硝酸浸出软锰矿主要发生如下化学反应：

      nC₆H₁₀O₅ + 8nHNO₃ = 8nNO + 6nCO₂ + 9nH₂O

      3MnO₂ + 2NO + 4HNO₃ = 3Mn(NO₃)₂ + 2H₂O

      3Fe₂O₃ + 2NO + 10HNO₃ = 6Fe(NO₃)₂  + 5H₂O

总反应为：

  12nMnO₂ + nC₆H₁₀O₅ + 24nHNO₃ = 12nMn(NO₃)₂ + 6nCO₂ + 17nH₂O

  12nFe₂O₃ + nC₆H₁₀O₅ + 48nHNO₃ = 24nFe(NO₃)₂ + 6nCO₂ + 29nH₂O

竹屑中的其它有机物也与硝酸反应生成NO、CO₂和H₂O，生成的NO与MnO₂(或Fe₂O₃)和HNO₃按前述反应生成Mn(NO₃)₂ (或Fe(NO₃)₂)和H₂O。

由于硝酸与竹屑的反应速度很快，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。只要控制好硝酸的加入量，就可以减少Fe进入浸出液的量。由于硝酸的反应较彻底，所以本方法的硝酸过剩量较低。由于过程反应较剧烈，为了确保安全，必须维持整个反应在较低的硝酸浓度下进行，同时为了提高后续过程的Mn(NO₃)₂的浓度，以降低Mn(NO₃)₂的加工成本，所以将得到的浸出夜部分返回用于配制浸出软锰矿的混合溶液。