[发明专利]软锰矿的浸出方法

说明书

技术领域

 本发明涉及软锰矿的一种浸出方法。

背景技术

软锰矿是生产金属锰、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。由于软锰矿中的 MnO₂不溶于硫酸，需要通过还原焙烧将MnO₂转化为MnO才能用硫酸浸出，但焙烧的转化率只有85%左右，致使硫酸浸出还原焙烧的软锰矿时，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⁺等还原剂可用硫酸直接浸出软锰矿，但是加入Fe²⁺会加重后续溶液净化的负担。开发浸出率高、浸出速度快、基本不增加后续过程负担的软锰矿的直接浸出方法具有较大实用价值。

发明内容

针对目前软锰矿浸出的问题，本发明的目的是寻找一种浸出率高、浸出速度快、能耗低、基本不增加后续过程负担的软锰矿的浸出方法，其特征在于将粒度≤180目的软锰矿粉加入耐压、耐硫酸腐蚀的反应釜中，加入硫酸溶液，并在密闭条件下通入工业纯二氧化硫进行浸出。浸出一段时间后，停止通入SO₂,再通入工业纯氧对浸出夜进行氧化。氧化结束后，放出反应釜内的浆料进行固液分离，得到所需浸出溶液。浸出过程的硫酸溶液的初始pH值为1～2。整个浸出过程的温度为50℃～90℃，搅拌速度为50 r/min～130 r/min。通入SO₂的浸出时间为2h～4h，相对压力为0.05MPa～0.1MPa。通入O₂的氧化时间为0.5h～1h，相对压力为0.1MPa～0.2MPa。每kg软锰矿所需硫酸溶液体积为2L～8L。

   本发明的目的是这样实现的：在密闭和SO₂存在的条件下，硫酸浸出软锰矿主要发生如下化学反应：

       MnO₂ + SO₂ = MnSO₄

       Fe₂O₃ + SO₂ + H₂SO₄ = 2FeSO₄ + H₂O 

       2FeSO₄ + MnO₂ + 2H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + MnSO₄ + 2H₂O

在氧化阶段，主要发生Fe²⁺的氧化反应：

   4FeSO₄ + O₂ + 2H₂SO₄ = 2Fe₂(SO₄)₃ + 2H₂O

   Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O = Fe₂O₃ + 3H₂SO₄

 由于SO₂的还原性较强，MnO₂的氧化性也较强，两者很容易发生化学反应，由此实现MnO₂较完全浸出。MnO₂与SO₂的反应本身不消耗酸，因此，只要控制好初始酸度，就可以抑止Fe的浸出。然而，初始酸度太低，将影响浸出速度和Mn的浸出率（部分MO₂和Fe₂O₃相互包裹），所以为了保证Mn的浸出率，部分Fe浸出是不可避免的。通过O₂氧化将Fe²⁺氧化成Fe³⁺,进而发生水解反应，除去部分Fe。未除尽的Fe在后续除Fe过程中不需要进一步氧化。