[发明专利]碳酸锰矿的浸出方法

说明书

技术领域

 本发明涉及碳酸锰矿的一种浸出方法。

背景技术

碳酸锰矿是生产金属锰、硫酸锰、二氧化锰、硝酸锰等材料的重要原料。湿法工艺是生产上述材料的主要工艺，该工艺中浸出工序是必不可少的工序。在生产金属锰、硫酸锰、二氧化锰的湿法工艺中，基本上采用硫酸浸出体系。由于碳酸锰矿中含有一定的MnO₂, MnO₂不溶于硫酸，致使采用硫酸浸出碳酸锰矿时，目标金属锰的浸出率不高，造成资源浪费。虽然在浸出体系中加入Fe²⁺、葡萄糖等还原剂能提高锰的浸出率，但是加入Fe²⁺会加重后续溶液净化的负担，加入葡萄糖的浸出速度较慢，浸出能耗加大。开发浸出率高、浸出速度快、能耗低、不增加后续过程负担的碳酸锰矿的浸出方法具有较大实用价值。

发明内容

针对目前碳酸锰矿浸出的问题，本发明的目的是寻找一种浸出率高、浸出速度快、能耗低、不增加后续过程负担的碳酸锰矿的浸出方法，其特征在于将≤180目的碳酸锰矿粉和≤1.5mm的象草粉一并加入耐压、耐硫酸和硝酸腐蚀的反应釜中，加入硫酸溶液进行第一阶段的浸出，浸出产生的CO₂从排气口排出。当CO₂气体基本排完时，加入硝酸进行第二阶段密闭浸出。第二阶段浸出结束后，通入工业纯氧对浸出液进行氧化。氧化结束后，放出浆料进行固液分离，得到所需浸出溶液。浸出渣用水洗涤，洗涤水用于配制硫酸溶液用于浸出，洗涤后的废渣送渣场存放。浸出过程的硫酸加入总量为碳酸锰矿中全部锰浸出的理论消耗量的103%～110%，硫酸加入总量包括新加硫酸量和后续过程产生的返回浸出过程的溶液、洗涤水中所含硫酸量。象草粉的加入量以干基计为碳酸锰矿中MnO₂质量的100%～130%。用于浸出的硫酸溶液中硫酸的初始浓度由所需浸出液中的Mn²⁺浓度确定，按下式计算：

硫酸浓度=所需浸出液中Mn²⁺浓度-用于浸出的硫酸溶液中Mn²⁺的初始浓度                                              （1）

计算式的各浓度单位均为mol/L。

用于浸出以kg计的矿粉重量与用于浸出以L计的溶液的体积之比，简称固液比按下式计算确定：

固液比=1：浸出每kg矿粉所需的硫酸总量÷硫酸浓度    （2）

计算式中浸出每kg矿粉所需的硫酸总量以g计，硫酸浓度以g/L计。

第二阶段浸出加入的硝酸按全部溶液体积计的浓度为2g/L～8g/L。

整个浸出过程的温度为40℃～70℃，搅拌速度为50 r/min～130 r/min。第一阶段的浸出时间为2h～3h。第二阶段的浸出时间为1h～2h。对浸出液进行氧化时间为0.5h～1h，氧化过程的相对压力为0.1Mpa～0.3MPa。

   本发明的目的是这样实现的：第一阶段的浸出过程主要由硫酸与MnCO₃、FeCO₃、Fe₂O₃发生如下化学反应：

       MnCO₃ + H₂SO₄ = MnSO₄ + CO₂ + H₂O

       FeCO₃ + H₂SO₄ = FeSO₄ + CO₂ + H₂O

       Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O 

       Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O = 2Fe(OH)₃ + 3H₂SO₄