[发明专利]一种利用含锰矿石制备硫酸锰和电池级硫酸锰的方法

说明书

本发明公开了一种利用含锰矿石制备硫酸锰的方法，将菱锰矿石粉粹，经过煅烧后，再经粉碎机粉碎，过筛后装入固定床反应器中，通入含有二氧化硫、氧气、水蒸汽的混合气，反应12h，反应器入口二氧化硫浓度与出口浓度相差不大时，停止通入混合气，再用去离子水进行洗涤后进行粗滤和精滤，得到滤液；将滤液进行加热，通入空气3h，加硫酸调节pH至2‑4，过滤除去连二硫酸锰，再在中和槽加氨水，澄清沉淀、过滤去除杂质，制得硫酸锰清液；也可进一步提纯，制备电池级硫酸锰。本发明制备硫酸锰的方法不需要添加任何还原物质，工艺简单易于操作，锰的提取率高。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种利用含锰矿石制备硫酸锰和电池级硫酸锰的方法。

背景技术

中国是全球锰系产品的最大生产国和消费国。所使用的所有锰产品中，利用硫酸锰生产出来的锰产品就占有80％的比例，如碳酸锰、四氧化三锰、一氧化锰和一水合硫酸锰都是以硫酸锰为基础原料制得的。这也就是硫酸锰消耗的主要方面。硫酸锰在国内是一种的行业性行业产品，分为工业级硫酸锰和饲料级硫酸锰。工业级硫酸锰主要是油墨、油漆、涂料催干剂的合成原料，合成脂肪酸的催化剂以及其它锰盐的原料，并且用于电子、冶金、医药、农药、油漆催干剂、造纸、陶瓷、印染、催化剂领域和国防等工业部门。饲料级硫酸锰主要用于饲料工业中，作为配制饲料添加剂的原料，将适量硫酸锰加进饲料中，补充饲料中锰元素的不足，促进畜牧和家禽的发育，并有催肥效果。随着电子、冶金、畜牧业等快速发展，硫酸锰需求量越来越大。

含有锰的矿石资源主要分为氧化锰矿、碳酸锰矿和锰的多金属矿。其中菱锰矿主要成份为碳酸锰可直接溶于酸，用来制备硫酸锰工艺相对比较简单。目前从锰矿石中提取锰的化合物较为常见的工艺是单桶浸出工艺，即锰矿石的浸出过程在单桶中完成，其矿浆的含酸随时间的增加，矿浆浸出反应因酸的浓度逐渐降低而逐渐变得缓慢，为了维持反应浸出速率需要不断添加酸溶液，或者单次在单桶中添加矿石的量要尽量少。该过程不仅不能控制浸出反应的速率，还要消耗大量的硫酸，降低了设备的使用效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足和缺陷，提供一种利用含锰矿石制备硫酸锰和电池级硫酸锰的方法。

本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种利用含锰矿石制备硫酸锰的方法，包括以下步骤：

步骤一、将菱锰矿石粉粹，在温度为500-900℃煅烧4-24h后制成熟料，再经过粉碎机粉碎，过筛，得到第一段物料；

步骤二、将一定质量的所述第一段物料装入固定床反应器中，通入含有二氧化硫、氧气、水蒸汽的混合气，反应12h，反应器入口二氧化硫浓度与出口浓度相差不大时，即入口二氧化硫浓度与出口二氧化硫的浓度相差±5％，停止通入混合气，得到第二段物料；

步骤三、将所述第二段物料用去离子水进行洗涤后用粗滤机进行粗滤，再用精滤机进行精滤，得到滤液；

步骤四、将所述滤液放置于净化槽进行加热至30-60℃，再通入空气3h，加硫酸调节pH至2-4，过滤除去连二硫酸锰，再将滤液置于中和槽中，再加氨水，其中滤液与氨水的质量比为(1-10):1，氨水浓度为5-30％，澄清沉淀、过滤去除杂质，制得硫酸锰清液；

步骤五、将所述硫酸锰清液进行真空蒸发结晶，趁热用离心机分离，转筒干燥，冷却后装袋，制得成品硫酸锰。

优选的，所述步骤一中，过筛的目数为100-300目。

优选的，所述步骤二中，所述第一段物料的质量为1000g，二氧化硫、氧气、水蒸汽的气体体积比为1:2:2。

优选的，所述步骤三中，第二段物料与去离子水的固液比为1:2-1:5。

优选的，所述步骤四中，加硫酸调节pH至2.5，滤液与氨水的质量比为6:1，氨水浓度为8％。