[发明专利]一种利用大洋锰结核生产软磁用锰铁复合料的方法

说明书

本发明提供了一种利用大洋锰结核生产软磁用锰铁复合料的方法，按照如下步骤制备：1)将大洋锰结核破碎，研磨、烘至恒重，将预处理过的大洋锰结核与混合熔剂混合均匀，在马弗炉中焙烧，出现固液分层，2)固液分离，对固相沉积物进行水洗，研磨，加入硫酸，控制温度50℃以下，将反应釜抽真空。3)加入还原剂，常温反应5～10min后，加入氨水，调pH值调至5.5，分离过滤，4)控制硫酸锰溶液和硫酸铁溶液温度50℃以下，加入1‰～2‰的硫化铵，5)去离子水洗涤后，于800～900℃温度下采用悬浮低温瞬时烧成系统进行煅烧1～3s，分解为四氧化三锰和三氧化二铁。除杂更彻底，所获得的四氧化三锰和三氧化二铁的纯度均在99.5％以上。

技术领域

本发明属于海洋资源化利用领域，具体涉及一种利用大洋锰结核生产软磁用锰铁复合料的方法。

背景技术

随着全球工业化进展的加快及新工业革命的高速发展，对资源的需求也越来越大，作为不可再生的金属矿资源，陆地资源逐渐减少、资源禀赋越来越差。尽管短期内陆地矿产资源有较充足的供应，但从长远角度来看，未来陆地金属矿产资源势必面临陆地品位低和供应不足的问题。

大洋锰结核是沉淀在海洋底部的矿石，是以海洋里鲨鱼的牙齿、鱼骨、海底火山的喷出物为母体，凝聚海水里的金属微粒而成的颗粒。锰结核主要由氧化锰和氧化铁构成，同时还含有其他多种金属元素。大洋底的锰结核现在仍以每年1000万至1500万吨的速度增长，蕴藏着巨大潜在的经济价值。

锰结核中含有锰(27％～30％)，还含有少量的镍、铜、钴、铁、硅、铝，亦有极少量钙、镁、钛、锡、铅、锑等金属元素。

大洋锰结核存在的形式为难溶性铝硅酸盐和高锰酸盐等混合物，其中锰主要以高价氧化物形式存在，晶体结构稳定，难溶于酸碱溶液中，通常需要破坏结核的矿物结构。主要的处理方法有火法还原、湿法还原和生物浸出，其中湿法还原二氧化锰是锰矿冶炼的重途径，锰的浸出率最高，但是酸碱消耗量大，环保压力巨大；生物浸出法工艺周期长不宜大规模生产；而火法还原锰能耗高，产出的大量富锰渣后序处理工艺复杂且流程长。为更好地从难溶性铝硅酸盐和高锰酸盐中将高价锰还原为低价锰，要求大洋锰结核的粒径很细，CN1037785C提出了芳胺还原海洋锰结核提取锰的方法，浸出率最高可达90％以上，浸出反应的动力学特性好，浸出速度快，但由于没有破坏海洋锰结核的难溶结构，要求大洋锰结核的粒度为＜0.5mm，实际粒度为＜0.074mm，物料调浆过程耗时长，且锰提取效率并不稳定(87.16％～98.41％)。

发明内容

针对现有技术问题，本发明的目的在于提供了一种利用大洋锰结核生产软磁用锰铁复合料的方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种利用大洋锰结核生产软磁用锰铁复合料的方法，其特征在于，按照如下步骤制备：

1)将大洋锰结核破碎，研磨至5mm以下，烘至恒重。将预处理过的大洋锰结核与混合熔剂混合均匀，在马弗炉中于1050℃温度焙烧30～60min出现固液分层，所述混合熔剂为由熔剂NaBF₄和提取剂Na₃AlF₆或K₃AlF₆组成的二元熔盐体系；

2)固液分离，对固相沉积物进行水洗，然后研磨至5mm以下，置入带有冷却装置的反应釜中，加入硫酸溶液反应，控制温度50℃以下，将反应釜抽真空；

3)加入还原剂，常温反应5～10min后，加入氨水，调pH值至5.5，通过压滤机分离过滤，去除钙、镁、铅等杂质，得硫酸锰溶液和硫酸铁溶液；

4)控制硫酸锰溶液和硫酸铁溶液温度50℃以下，加入1‰～2‰的硫化铵，过滤，进一步除去硫酸锰溶液中的锡、镍、钛等重金属，在净化后的硫酸锰和硫酸铁溶液中加入碳酸氢铵，过滤得到铁、锰碳酸盐沉淀和硫酸铵溶液；