[发明专利]一种氧化锰矿石的多羟基芳酸还原浸出方法

说明书

本发明涉及一种氧化锰矿石的多羟基芳酸还原浸出方法，特别是还原浸出海洋锰结核中有价金属的方法。

海洋锰结核是一项非常巨大的前景资源，据估计世界各大洋锰结核资源储量约5000亿吨。海洋锰结核的处理方法大致可分为火法冶炼和湿法浸出两大类。其中湿法浸出主要有酸浸和氨浸两类方法。锰结核中的锰主要以+4价的高氧化态存在，而镍、铜、钴等金属以类质同象形式赋存在锰、铁的氧化矿物中，因此要有效地回收镍、铜、钴、锰等有价金属，首先须实现高氧化态锰相的分解。由于锰的+4价氧化物(主要为MnO₂)与稀酸溶液难于反应，通常需加入还原剂，使+4价Mn转化为+2价Mn才易于在酸介质中溶解。如美国专利[4872909，1989年]公布了用过氧化氢作还原剂的氧化锰矿石尤其是锰结核的酸浸方法，该方法要求浸出时矿浆温度最好维持在常温(25℃左右)，温度升高，金属浸出率降低，过氧化氢用量增加(含杂稀溶液中过氧化氢的热稳定性差)，而该浸出反应又是一个放出大量热量的反应，足以把矿浆温度升到45℃，因此浸出过程中需要冷却矿浆。又如日本公开特许公报[昭56-119743]公开了用二氧化硫气体还原浸出海洋锰结核的一种方法，该方法由于浸出时要向矿浆中不断通入二氧化硫气体，因而反应只能在密闭容器中进行，同时还要使矿浆温度保持在50～100℃，所以该方法不够理想。苏联专利(SU1715873，1993年)公开了一种用天然硫化物富集的中间产品作为还原剂的锰结核酸浸方法，该方法需要对矿浆加热(90～100℃)，且浸出时间较长(2小时)。

本发明的目的就是为了克服上述技术中存在的不足，实现在常温常压条件下，使用常规(敞口)浸出槽进行浸出，不需对矿浆进行冷却或加温以及浸出速度快的目的，本发明采用多羟基芳酸作还原剂在酸性介质中直接浸出氧化锰矿石。

本发明的目的是采用以下技术方案实现的。

一种氧化锰矿石的多羟基芳酸还原浸出方法，包括矿石粉碎、制浆，其特征在于采用(3，4，5)-三羟基苯甲酸、(3，4)-二羟基苯甲酸、间位-二缩没食子酸、高分子单宁酸等多羟基芳酸作还原浸出剂，在选自硫酸、硝酸、盐酸的酸性介质中浸出，工艺条件：氧化锰矿石的粒度＜0.5mm，矿浆液固比(重量比)：3∶1～10∶1，酸用量：0.5～1.5g/g氧化锰矿，多羟基芳酸用量：0.1～0.5g/g氧化锰矿，浸出时间：10～15分钟，搅拌速度：600～1500转/分钟。

多羟基芳酸类化合物，如(3，4，5)-三羟基苯甲酸(即没食子酸)，(3，4)-二羟基苯甲酸，单宁酸即间位-二缩没食子酸，高分子单宁酸等都是较强有机还原剂，在酸溶液(可以是硫酸、盐酸、硝酸等的酸溶液)中可以被MnO₂氧化，同时将MnO₂中的+4价Mn还原成低价锰而使其在酸溶液中溶解，此时锰、铁氧化物晶格中的Ni，Cu，Co等的高价氧化物也将被还原溶解。

采用多羟基芳酸类化合物作还原剂在酸性介质中浸出氧化锰矿石，其中的锰以及海洋锰结核中的铜、镍、钴等有价金属均得到理想的浸出率，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，在10～30分钟即可完成浸出过程，药耗合理，不需对矿浆加热，浸出反应放热使矿浆温度升高会活化浸出过程，无须冷却，反应无有害气体放出，常温常压下在常规浸出槽中即可实现浸出过程，设备简单，因此是一种有效的氧化锰矿石处理方法，具有工业应用前景。

下面给出实施例对本发明作进一步说明。

本发明的实施方法是，将粉碎后的最大粒度不超过0.5mm，最好是＜0.074mm占40～90％的氧化锰矿石物料调浆，使料浆的液固比为(重量比)3∶1～10∶1，同时，加酸和多羟基芳类化合物，酸用量为0.5～1.5g/g氧化锰矿，搅拌速度为600～1500转/分钟，在常规浸出槽中直接浸出10～30分钟后，进行液固分离，丢弃浸渣，浸出液送下一步的金属回收。

实施例1

粉碎好的海洋锰结核物料粒度为＜0.074mm占65％，含Mn：10.35％，Cu0.40％，Ni0.66％，Co0.32％。浸出温度为21℃，压力为大气压。实验结果见表1。

实施例2

粉碎好的海洋锰结核粒度为＜0.074mm占72％，含Mn14.21％，Cu0.34％。Ni0.58％，Co0.27％。浸出温度为23℃，压力为大气压。

实验结果见表2。

实施例3

粉碎好的氧化锰矿粒度为＜0.074mm占90％，含Mn12.62％，浸出温度为23℃，压力为大气压。

实验结果见表3。