[发明专利]一种利用铁锰制备高纯硫酸铁的方法

说明书

本发明公开了一种利用铁锰制备高纯硫酸铁的方法，包括以下步骤：还原焙烧得到还原铁锰矿粉，加酸浸出得到浸出液和浸出渣，再初步除杂得到净化液，通过萃取‑反萃得到电池级硫酸锰，通过碳化沉淀回收锰离子，加强酸浸出硫酸铁后，通过萃取‑反萃浓缩结晶得到高纯硫酸铁。本发明的制备方法利用萃取技术制备电池级硫酸锰，方便快捷、流程简单、生产设备要求低、投入少、萃取剂可重复利用，成本低。

技术领域

本发明涉及含铁锰矿的综合利用的技术领域，特别涉及一种利用铁锰制备高纯硫酸铁的方法。

背景技术

锰矿是重要的战略性矿产资源，在国民经济、社会发展中占据重要地位。随着钢铁行业的发展，各国富锰矿资源日渐枯竭。为了满足各国对锰矿的需求，研究人员将工作重心转移至贫锰矿和含铁锰矿石的研究上，由于含铁锰矿中铁、锰矿物的分布粒度较细，且存在明显的铁锰类质同的现象，故很难对矿石进行单体解离，因此该类矿物的利用难度比较大。铁锰矿是铁矿物和锰矿物共生的矿石，常规的机械选矿法很难将铁、锰分离，化学选矿法又存在污染环境等问题。

由于锰的需求量急剧增加，使得锰的产量急剧增加，导致锰渣的排放量也大大增加。锰渣里面主要含有锰铁两种元素，这种含铁锰渣不能作为火法炼铁的原料，如果不加以处理并随意堆砌，不仅会造成大量的资源浪费，而且有可能对环境造成二次污染。因此，如何经济、合理地使用含铁锰矿，特别是研究出能回收具有经济价值的锰铁元素产品的新方法，对缓解当前我国铁矿资源的紧缺，减小锰矿浸出渣对环境的危害，确保锰铁行业可持续发展具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种含铁锰矿制备电池级硫酸锰和锰渣综合利用制备高纯硫酸铁的方法，主要是对含铁锰矿进行预处理，得到还原铁锰矿，通过选择性浸出，分离锰铁后，分别制备电池级硫酸锰和高纯硫酸铁并且副产碳酸锰。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用铁锰制备高纯硫酸铁的方法，包括以下步骤：

(1)还原焙烧：取一定量的含铁锰矿，添加相应的还原剂，在一定的温度下进行还原焙烧，得到还原铁锰矿粉；

(2)加酸浸出：将还原铁锰矿粉按照一定的液固比加入硫酸浸出，再固液分离得到浸出液和浸出渣；

(3)初步除杂：向浸出液加入除杂药剂，进行初步除杂得到净化液；

(4)萃取-反萃：对硫酸锰净化液进行萃取得到水相和有机相，取有机相用一定浓度的稀硫酸进行反萃，最后经深度除油步骤，得到高纯硫酸锰溶液浓缩结晶，为电池级硫酸锰；

(5)碳化沉淀：向水相中加入可溶碳酸盐，将水相中残留的微量锰离子经碳化沉淀以碳酸锰的形式回收；

(6)强酸浸出：取步骤(2)的浸出渣加入强酸升温浸出，得到含锰的硫酸铁浸出液；

(7)萃取-反萃：对硫酸铁浸出液进行萃取得到水相和有机相，取有机相用稀硫酸进行反萃后得到纯净的硫酸铁溶液，经深度除油，浓缩结晶得到高纯硫酸铁。

进一步地，在步骤(1)中，所述含铁锰矿中锰铁的含量≥5％，所述还原剂为煤炭粉、石油焦粉、木质素中的一种或多种。

进一步地，所述还原剂用量为5-15％，还原温度为400-850℃，还原焙烧时间为0.5-3h。

进一步地，在步骤(2)中，所述加入硫酸浸出的液固比为(2-5):1，其中浸出温度30-80℃，加入的硫酸浓度为50-98％，硫酸用量为理论量的1.2-2 倍，浸出时间为0.5-3h。

进一步地，在步骤(3)中，所述除杂药剂为硫化钡、硫化钠、硫化铵、硫化锰中的一种或多种，该除杂药剂的加入量为理论量的1.2-5倍，除杂温度为40-80℃，除杂反应时间为0.5-4h。